[发明专利]一种端面耦合器及其制备方法

权利要求书

1.一种端面耦合器，其特征在于：包括沿光源的输出光场方向依次设置的第一耦合区、相移区和第二耦合区；

所述第一耦合区包括分束结构，所述分束结构将光源的输出光场分为至少两个第一光场，并将所述第一光场全部耦入所述相移区；

所述相移区内的光场记为第二光场，所述相移区内与所述第二光场一一对应设置有相位调制器；所述相移区输出的光场，记为第三光场；所述第三光场至少有两个，所述第三光场之间的相位差为0；

所述第二耦合区包括合束结构，所述合束结构将所述第三光场全部耦入，合为一个终端光场。

2.根据权利要求1所述的端面耦合器，其特征在于：所述第一耦合区、所述相移区和所述第二耦合区设置在硅衬底层上。

3.根据权利要求1所述的端面耦合器，其特征在于：所述相位调制器采用热光移相器、电光移相器或PN结型光移相器中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的端面耦合器，其特征在于：所述相位调制器是热光移相器；

所述热光移相器包括预设长度的单模波导、与所述单模波导间隔第一间距设置的加热单元、与所述加热单元电连接的外露电极；

所述热光相移器间隔的最小距离为第二间距；

所述第一间距的取值依据是所述加热单元不影响所述单模波导的传输损耗；所述第二间距的取值依据是将所述热光相移器之间产生的热串扰降低到最小。

5.根据权利要求4所述的端面耦合器，其特征在于：所述第一间距的取值范围是0.5μm~2μm。

6.根据权利要求4所述的端面耦合器，其特征在于：所述第二间距大于40μm；所述预设长度范围在50μm ~500μm。

7.根据权利要求1所述的端面耦合器，其特征在于：所述分束结构包括至少两个第一波导结构单元；所述第一波导结构单元之间的中心距为第一预设距离；

所述第一波导结构单元包括若干第一波导，所述第一波导沿着光源的输出光场的方向至少一部分逐渐由窄变宽；所述第一波导的输入端设置有第一锥形亚波长光栅。

8.根据权利要求7所述的端面耦合器，其特征在于：所述第一波导结构单元还包括在所述第一波导两侧设置的亚波长光栅波导，所述亚波长光栅波导的输入端设置有第二锥形亚波长光栅；所述第一波导与其两侧的所述亚波长光栅波导成三叉戟结构；所述第一波导与所述亚波长光栅波导为SOI波导。

9.根据权利要求7所述的端面耦合器，其特征在于：所述第一波导为单模波导；所述第一波导相互平行设置。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的端面耦合器，其特征在于：所述合束结构包括间隔第二预设距离设置的两个第二波导结构单元，以及所述第二波导结构单元之间设置的第三波导；

所述第二波导结构单元包括若干第二波导；所述第三光场通过倏逝波耦合进入所述第三波导合为所述终端光场。

11.根据权利要求10所述的端面耦合器，其特征在于：所述第二波导是独立的单模波导；所述第二波导相互平行设置；

沿背离所述相移区的方向，所述第二波导至少一部分逐渐由宽变窄；所述第三波导相应的至少一部分逐渐由窄变宽。

12.根据权利要求10所述的端面耦合器，其特征在于：所述第二波导和所述第三波导为SOI波导。

13.一种根据权利要求1-12任意一项所述的端面耦合器的制备方法，其特征在于：包括：通过一次刻蚀形成第一耦合区、相移区和第二耦合区的波导层结构。

14.根据权利要求13所述的一种端面耦合器制备方法，其特征在于：还包括，在所述相移区的波导层结构的若干波导上间隔预设第一间距对应设置若干加热单元，在所述加热单元上设置外露电极。