一种3dB绝热模式耦合器
本发明属于集成光电子技术领域，具体涉及一种3dB绝热模式耦合器。本发明包括包层、第一硅芯及第二硅芯；第一硅芯、第二硅芯四周均设置包层；沿光束传播方向，第一硅芯包括依次连接的第一输入端、第一绝热锥形波导、第二绝热锥形波导、第三绝热锥形波导、第四绝热锥形波导、第五绝热锥形波导、第六绝热锥形波导、第七绝热锥形波导、第八绝热锥形波导及第一输出端；第二硅芯包括依次连接的第二输入端、第九绝热锥形波导、第十绝热锥形波导、第十一绝热锥形波导、第十二绝热锥形波导、第十三绝热锥形波导、第十四绝热锥形波导、第十五绝热锥形波导、第十六绝热锥形波导及第二输出端。本发明实现光子集成芯片中更高集成度的设计目标。
发明专利
CN202311738210.6
2023-12-18
CN117555072A
2024-02-13
G02B6/12(2006.01)
南通大学
梁图禄;荣巍巍;肖子晔;张钊;李楠
226000 江苏省南通市崇川区永福路79号1幢南通大学技术转移研究院
南京经纬专利商标代理有限公司
王毅
江苏;32
1.一种3dB绝热模式耦合器，其特征在于，包括包层(1)、第一硅芯(2)及第二硅芯(3)；所述第一硅芯(2)、第二硅芯(3)四周均设置包层(1)；沿光束传播方向，所述第一硅芯(2)包括依次连接的第一输入端(4-1)、第一绝热锥形波导(5-1)、第二绝热锥形波导(6-1)、第三绝热锥形波导(7-1)、第四绝热锥形波导(8-1)、第五绝热锥形波导(9-1)、第六绝热锥形波导(10-1)、第七绝热锥形波导(11-1)、第八绝热锥形波导(12-1)及第一输出端(13-1)；所述第二硅芯(3)包括依次连接的第二输入端(4-2)、第九绝热锥形波导(5-2)、第十绝热锥形波导(6-2)、第十一绝热锥形波导(7-2)、第十二绝热锥形波导(8-2)、第十三绝热锥形波导(9-2)、第十四绝热锥形波导(10-2)、第十五绝热锥形波导(11-2)、第十六绝热锥形波导(12-2)及第二输出端(13-2)。 2.根据权利要求1所述的一种3dB绝热模式耦合器，其特征在于，所述包层(1)的材料为SiO2，折射率nSiO2＝1.445，宽度为W0，厚度为h0；第一硅芯(2)与第二硅芯(3)的折射率nSi＝3.455，厚度为h＝220nm；第一硅芯(2)和第二硅芯(3)之间的间隙宽度设置为g＝150nm；入射光束波长为1.55μm；所述第一输入端(4-1)的宽度为WI＝560nm；所述第二输入端(4-2)的的宽度为wI＝380nm；所述第一输出端(13-1)的宽度为WO＝470nm；所述第二输出端(13-2)的宽度为wO＝470nm；所述包层(1)的宽度应满足：W0>WI+g+wI，高度应满足：h0>h；所述第一输入端(4-1)和第一输出端(13-1)为平行板波导，宽度分别为WI＝560nm和WO＝470nm；所述第二输入端(4-2)和第二输出端(13-2)为平行板波导，宽度分别为wI＝380nm和wO＝470nm。 3.根据权利要求1所述的一种3dB绝热模式耦合器，其特征在于，所述第一绝热锥形波导(5-1)的初始端波导宽度和末端宽度分别为W1＝560nm和W2＝510nm；所述第九绝热锥形波导(5-2)的初始端波导宽度和末端宽度分别为w1＝380nm和w2＝430nm；长度L1＝4728nm。 4.根据权利要求1所述的一种3dB绝热模式耦合器，其特征在于，所述第二绝热锥形波导(6-1)的初始端波导宽度和末端宽度分别为W2＝510nm和W2＝496nm；所述第十绝热锥形波导(6-2)的初始端波导宽度和末端宽度分别为w2＝430nm和w2＝444nm；长度L2＝7366nm。 5.根据权利要求1所述的一种3dB绝热模式耦合器，其特征在于，所述第三绝热锥形波导(7-1)的初始端波导宽度和末端宽度分别为W3＝496nm和W4＝490nm；所述第十一绝热锥形波导(7-2)的初始端波导宽度和末端宽度分别为w3＝444nm和w4＝450nm；长度L3＝7882nm。 6.根据权利要求1所述的一种3dB绝热模式耦合器，其特征在于，所述第四绝热锥形波导(8-1)的初始端波导宽度和末端宽度分别为W4＝490nm和W5＝485nm；所述第十二绝热锥形波导(8-2)的初始端波导宽度和末端宽度分别为w4＝450nm和w5＝455nm；长度L4＝12128nm。 7.根据权利要求1所述的一种3dB绝热模式耦合器，其特征在于，所述第五绝热锥形波导(9-1)的初始端波导宽度和末端宽度分别为W5＝485nm和W6＝480nm；所述第十三绝热锥形波导(9-2)的初始端波导宽度和末端宽度分别为w5＝455nm和w6＝460nm；长度L5＝18194nm。 8.根据权利要求1所述的一种3dB绝热模式耦合器，其特征在于，所述第六绝热锥形波导(10-1)的初始端波导宽度和末端宽度分别为W6＝480nm和W7＝476nm；所述第十四绝热锥形波导(10-2)的初始端波导宽度和末端宽度分别为w6＝460nm和w7＝464nm；长度L6＝23448nm。 9.根据权利要求1所述的一种3dB绝热模式耦合器，其特征在于，所述第七绝热锥形波导(11-1)的初始端波导宽度和末端宽度分别为W7＝476nm和W8＝472nm；所述第十五绝热锥形波导(11-2)的初始端波导宽度和末端宽度分别为w7＝464nm和w8＝468nm；长度L7＝28918nm。 10.根据权利要求1所述的一种3dB绝热模式耦合器，其特征在于，所述第八绝热锥形波导(12-1)的初始端波导宽度和末端宽度分别为W8＝472nm和W9＝470nm；所述第十六绝热锥形波导(12-2)的初始端波导宽度和末端宽度分别为w8＝468nm和w9＝470nm；长度L8＝24911nm。