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申请/专利权人：中国科学院半导体研究所

摘要：本发明提供了一种高工艺容差的薄膜铌酸锂端面耦合器及其制备方法，涉及集成光学技术领域，用以解决现有端面耦合器耦合效率低且工艺容差低的技术问题。该薄膜铌酸锂端面耦合器包括：衬底；绝缘层；N层波导芯层，从上到下依次叠设于绝缘层上，其中，第N层波导芯层的宽度大于或等于第N‑1层波导芯层的宽度。本发明通过在垂直方向设置多层台阶，协同调控波导芯层的层数、厚度和宽度等维度，来实现光模场一层一层的倏逝传导和模场扩展，使光模场由第一层传输到第N层波导芯层，且对光模场进行扩展和形状调控，提高了与光纤之间的耦合效率，同时，N层波导芯层层与层之间图形套刻工艺容差高，有利于实现大规模集成。

主权项：1.一种高工艺容差的薄膜铌酸锂端面耦合器，其特征在于，包括：衬底；绝缘层，设于所述衬底上；N层波导芯层，从上到下依次叠设于所述绝缘层上，其中，第N层波导芯层的宽度大于或等于第N-1层波导芯层的宽度，N为大于1的正整数，第一层波导芯层与外接的铌酸锂脊波导相接；所述N层波导芯层中的每一层波导芯层，从靠近所述铌酸锂脊波导的一端向远离所述铌酸锂脊波导的一端，宽度逐渐减小，形成尖端；所述第N层波导芯层的长度大于第N-1层波导芯层的长度；所述第N层波导芯层的厚度小于第N-1层波导芯层的厚度；N的数值取决于铌酸锂薄膜的厚度，所述N层波导芯层中各层的宽度与厚度之间相互关联，厚度大的层对应的尖端宽度小，厚度小的层对应的尖端宽度大，其中，所述第一层波导芯层的厚度最大，尖端宽度最小，所述第N层波导芯层的厚度最小，尖端宽度最宽；其中，光场通过所述铌酸锂脊波导从第一层波导芯层输入，通过协同调整所述N层波导芯层的层数、各层厚度以及所述N层波导芯层之间的相对宽度，来调控光纤从第N层波导芯层输出时的光模场；其中，N层波导芯层的层数为4层，从上到下依次为：第一波导芯层，第二波导芯层，第三波导芯层，第四波导芯；第一波导芯层位于铌酸锂波导芯层的最上层，由光刻定义，其宽度和长度均小于下方的铌酸锂波导芯层；第一波导芯层3宽度渐变，尖端宽度为光刻线条500nm，厚度为200nm；第二波导芯层位于第一波导芯层的下一层，由光刻定义，其宽度和长度大于上方铌酸锂波导芯层，小于下方铌酸锂波导芯层；第二波导芯层宽度渐变，尖端宽度为光刻线条600nm，厚度为150nm；第三波导芯层位于第二波导芯层的下一层，由光刻定义，其宽度和长度大于上方铌酸锂波导芯层，小于下方铌酸锂波导芯层；第三波导芯层宽度渐变，尖端宽度为光刻线条600nm，厚度为150nm；第四波导芯层位于第三波导芯层的下一层，由光刻定义，其宽度和长度大于上方铌酸锂波导芯层，小于下方铌酸锂波导芯层；第四波导芯层宽度渐变，尖端宽度为光刻线条800nm，厚度为100nm。

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百度查询： 中国科学院半导体研究所 高工艺容差的薄膜铌酸锂端面耦合器及其制备方法