[发明专利]带有分布布拉格反射镜的波导光栅耦合器及其制作方法

权利要求书

1.一种带有分布布拉格反射镜的波导光栅耦合器，所述耦合器采用绝缘体上的硅材料，包括：

一硅衬底；

一限制层，该限制层制作在硅衬底上；

一顶硅层，该顶硅层制作在限制层上，在该顶硅层的表面制作有衍射光栅，在衍射光栅的一侧制作有反射光栅，在衍射光栅的另一侧为锥形波导，该锥形波导长度大于80μm，与锥形波导连接处为亚微米波导；

一光纤，该光纤的一端靠近顶硅层上的衍射光栅。

2.根据权利要求1所述的带有分布布拉格反射镜的波导光栅耦合器，其中所述顶硅层的厚度小于1μm，限制层的厚度大于500nm。

3.根据权利要求1所述的带有分布布拉格反射镜的波导光栅耦合器，其中所述硅衬底、限制层和顶硅层构成SOI片。

4.根据权利要求1所述的带有分布布拉格反射镜的波导光栅耦合器，其中所述衍射光栅的面积为80-140μm²，反射光栅的面积为20-40μm²，适用于结构紧凑的光子集成，衍射光栅和反射光栅的刻蚀深度为100-500nm，宽度为10-14μm。

5.根据权利要求1或4所述的带有分布布拉格反射镜的波导光栅耦合器，其中所述衍射光栅和反射光栅为亚微米量级的均匀周期光栅，衍射光栅有10-40个周期数，占空比为0.3-0.8，反射光栅的周期为衍射光栅3的周期的一半，占空比为0.5。

6.一种带有分布布拉格反射镜的波导光栅耦合器的制作方法，包括如下步骤：

步骤1：在硅衬底上依次制作限制层和顶硅层，形成SOI片；

步骤2：清洗SOI片表面的顶硅层，烘干；

步骤3：将烘干的SOI片放于匀胶机中，旋涂光刻胶层，烘干；

步骤4：采用电子束曝光工艺在SOI片表面进行曝光，形成锥形波导和亚微米波导的图形；

步骤5：采用感应耦合等离子体刻蚀，形成锥形波导和亚微米波导；

步骤6：将制作有锥形波导和亚微米波导的SOI片放于匀胶机中，旋涂光刻胶层，烘干；

步骤7：采用电子束曝光工艺在锥形波导的一端表面进行曝光，形成衍射光栅和反射光栅的图形；

步骤8：采用感应耦合等离子体刻蚀，形成衍射光栅和反射光栅；

步骤9：将刻蚀完成的SOI片去胶清洗；

步骤10：将一光纤置于靠近顶硅层上的衍射光栅处。

7.根据权利要求6所述的带有分布布拉格反射镜的波导光栅耦合器的制作方法，其中所述步骤3中，光刻胶在烘片机上、在100-140℃温度下烘8-14分钟。

8.根据权利要求6所述的带有分布布拉格反射镜的波导光栅耦合器的制作方法，其中所述顶硅层的厚度小于1μm，限制层的厚度大于500nm。

9.根据权利要求6所述的带有分布布拉格反射镜的波导光栅耦合器的制作方法，其中所述光栅衍射光栅的面积为80-140μm²，反射光栅的面积为20-40μm²，适用于结构紧凑的光子集成，衍射光栅和反射光栅的刻蚀深度为100-500nm，宽度为10-14μm。

10.根据权利要求6或9所述的带有分布布拉格反射镜的波导光栅耦合器的制作方法，其中所述衍射光栅和反射光栅为亚微米量级的均匀周期光栅，衍射光栅有10-40个周期数，占空比为0.3-0.8，反射光栅的周期为衍射光栅的周期的一半，占空比为0.5。