[发明专利]光子集成电路

权利要求书

1.一种光子集成电路，其特征在于，包括：

衬底，由包括多个金属层的互连区域覆盖；

至少两个波导；以及

至少一个耦合设备，位于所述互连区域的两个连续的金属层之间；

其中所述至少一个耦合设备包括：

第一部分，被耦合到所述光子集成电路的侧面并且被配置为接收入射光信号，所述信号包括横向磁分量和处于基模中的横向电分量，

第二部分，被耦合到所述第一部分并且被配置为将所述入射光信号的所述横向磁分量转换成处于高阶模中的转换的横向电分量，第三部分，被配置为将所述横向电分量和所述转换的横向电分量分离，以便将所述转换的横向电分量切换到基模中，以及

第四部分，被配置为将所述横向电分量和所述转换的横向电分量传输到所述至少两个波导。

2.根据权利要求1所述的光子集成电路，其特征在于，所述第一部分包括沟道波导，所述沟道波导包括：具有第一光学指数的第一上带和第一下带，以及第一中间带，所述第一中间带位于所述第一上带与所述第一下带之间并且具有比所述第一光学指数低的第二光学指数。

3.根据权利要求2所述的光子集成电路，其特征在于，所述第一部分包括位于所述侧面的层级处的第一端部，并且所述第一下带和所述第一中间带具有比所述第一上带的长度大的长度并且从所述第一端部延伸，所述第一上带从所述第一端部进一步延伸非零的距离。

4.根据权利要求2所述的光子集成电路，其特征在于，所述第一部分具有增加的宽度，并且包括位于所述侧面的层级处并具有第一宽度的第一端部，以及具有第二宽度的第二端部，所述第一宽度小于所述第二宽度。

5.根据权利要求4所述的光子集成电路，其特征在于，所述第二部分包括偏振旋转器，所述偏振旋转器包括第二上带、第二下带和第二中间带，所述第二上带和所述第二中间带形成所述第一上带和所述第一中间带从所述第一部分的所述第二端部的延长部分，并且具有减小的宽度，以便在所述第二部分的端部处获得比所述第二宽度小的宽度，并且所述第二下带形成所述第一下带从所述第一部分的所述第二端部的延长部分并具有增加的宽度，以便在所述第二部分的所述端部处获得第三宽度。

6.根据权利要求5所述的光子集成电路，其特征在于，所述第三宽度的值使得所述转换的横向电分量处于一阶光学模式中。

7.根据权利要求5所述的光子集成电路，其特征在于，所述第三部分包括并排制造的第三下带和侧带，所述第三下带形成所述第二下带的延长部分并且包括宽度恒定的第一子部分，所述侧带具有恒定的宽度，所述第三部分被配置为实现所述转换的横向电分量的定向耦合，以便将所述转换的横向电分量切换到基模中。

8.根据权利要求5所述的光子集成电路，其特征在于，所述第三部分包括并排制造的第三下带和侧带，所述第三下带形成所述第二下带的延长部分并且包括宽度减小的第二子部分，所述侧带包括宽度增加的第三子部分，所述第二子部分和所述第三子部分彼此相对，并且所述第三部分被配置为实现所述转换的横向电分量的绝热耦合，以便将所述转换的横向电分量切换到基模中。