高密度波导超晶格的耦合装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高密度波导超晶格（尤其是间距可低至半波长的波导阵列）的耦合问 题。
【背景技术】
[0002] 硅基光子学在低损耗、大规模光子集成领域拥有极大地潜力。现有的硅基光子技 术还达不到每微米一根波导的集成度，或者虽然达到了高密度的光子集成但却牺牲了其他 方面的性能，例如插损和串扰等。所以，寻找一种能够在实现高集成度的目的的同时，对其 他方面性能的影响最低的方法是现在光子系统领域的中心议题。众所周知，波导间距越小， 相互之间串扰越大，这是限制集成度提高的一个基本因素。尽管采用高折射率差的硅基波 导可以比较容易地将波导间距降低至几微米而串扰并不明显，但是在此基础上继续降低波 导间距会使得串扰激增到无法忍受的值。
[0003] 对于两根波导，当它们靠近时，它们的耦合常数一般用K表示。根据非对称波导 定向耦合器的光功率耦合公式[1]
【主权项】
1. 高密度波导超晶格的耦合装置，其特征是在高密度波导超晶格的末端，利用一段包 含弯曲波导的耦合结构，将高密度波导超晶格拓宽为所需求的较大间距的波导阵列；相邻 的弯曲波导的起点错开。
2. 根据权利要求1所述的高密度波导超晶格的耦合装置，其特征是至少一个波导的耦 合结构的弯曲波导包含一个S形波导。
3. 根据权利要求2所述的高密度波导超晶格的耦合装置，其特征是上述相邻的S形波 导的起点错开一定距离。
4. 根据权利要求3所述的高密度波导超晶格的耦合装置，其特征是所述的S形波导包 含第一段弯曲波导，一段直波导，与第二段弯曲波导或者是其中的S形波导包含第一段弯 曲波导，与第二段弯曲波导。
5. 根据权利要求2-4之一所述的高密度波导超晶格的耦合装置，其特征是其中相邻的 S形波导的第一段弯曲波导的起点错开一定距离或其中相邻的S形波导的起点错开一定距 离。
6. 根据权利要求2-3之一所述的高密度波导超晶格的耦合装置，其特征是其中的S形 波导包含一段余弦函数形状的波导。
7. 根据权利要求1-3之一所述的高密度波导超晶格的耦合装置，其特征是当高密度波 导超晶格的各波导宽度不相同时，利用锥形波导将波导宽度转化为需求值，通常选择某一 统一值。
8. 根据权利要求1-3之一所述的高密度波导超晶格的耦合装置，其特征是当高密度波 导超晶格的各波导高度不相同时，利用锥形波导将波导高度转化为需求值，通常选择某一 统一值。
9. 根据权利要求1-3之一所述的高密度波导超晶格的耦合装置，其特征是当高密度波 导超晶格的各波导间的间距不相同时，利用选择合适的弯曲波导和直波导，将波导间距转 化为需求值，选择某一统一值。
10. 根据权利要求1-3之一所述的高密度波导超晶格的耦合装置，其特征是所述波导 结构是通道波导、脊形波导、嵌入式条形波导中的一种；所述波导芯的材料包含硅，砷化镓、 磷化铟、氮化硅、氮氧化硅、掺锗的二氧化硅、或高分子材料中的至少一种；波导包层材料包 含二氧化娃、砷化镓、磷化铟、氮化娃、氮氧化娃、高分子材料、氮气或空气中的至少一种。
【专利摘要】高密度波导超晶格的耦合装置，在高密度波导超晶格的末端，利用一段包含弯曲波导的耦合结构，将高密度波导超晶格拓宽为所需求的较大间距的波导阵列；相邻的弯曲波导的起点错开。至少一个波导的耦合结构的弯曲波导包含一个S形波导。利用含有弯曲波导的特殊耦合结构将高密度波导超晶格拓宽为需求的间距较大的波导阵列，从而利用现有常用的方法实现与间距较大的波导阵列或光纤阵列的耦合。
【IPC分类】G02B6-26
【公开号】CN104849811
【申请号】CN201510204763
【发明人】江伟
【申请人】南京大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月27日