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公开(公告)号：CN113534342B
公开(公告)日：2024-03-15
申请号：CN202110691342.2
申请日：2021-06-22
Applicant: 北京工业大学
IPC: G02B6/124
Abstract: 本发明涉及集成光学领域和半导体领域，具体是一种基于铌酸锂薄膜平台的高耦合效率分段均匀光栅耦合器。该光栅耦合器包括：绝缘铌酸锂薄膜上的光子芯片以及设置于其上方的光纤。绝缘铌酸锂薄膜上的光子芯片自上而下依次包括：分段均匀波导耦合光栅、铌酸锂薄膜层、SiO2埋氧层、Au反射层以及LN衬底。本发明中采用几段周期和占空比相异的均匀光栅拼接，可以通过逐段设计各段均匀光栅，其设计和仿真、工艺制备难度相对小；该分段均匀光栅耦合结构，优化了向上衍射场和光纤的模式匹配，提升了通光带宽，从而达到宽光谱输入波导的高效耦合；此外，本发明通过增添Au反射层，可以极大地减少光功率向衬底的泄露损失，进一步提高光耦合效率。
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公开(公告)号：CN113640913B
公开(公告)日：2023-08-11
申请号：CN202110695762.8
申请日：2021-06-22
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了一种与单模光纤直接耦合的LNOI基模斑转换器及方法，涉及集成光学领域，用于解决光纤与LNOI芯片间的高效耦合问题。本发明结构自下而上由衬底、缓冲层和波导层三部分组成，其中波导层沿光场传输方向可分为两部分，第一部分为由低折射率波导制成的双层正向锥形区，用于输入光场与反向锥形区之间的模场变换，第二部分为由顶层铌酸锂刻蚀而成的反向锥形区，用于与LNOI芯片波导最终的模场变换。本发明双层正向锥形区的设计，不仅起到反向锥形区与外界输入光场的过渡作用，可实现与更大输入模场间的耦合，进一步提升了转换效率，还使整个结构更为紧凑、高效，更有利于实现大规模光路集成。
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公开(公告)号：CN113640913A
公开(公告)日：2021-11-12
申请号：CN202110695762.8
申请日：2021-06-22
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了一种与单模光纤直接耦合的LNOI基模斑转换器及方法，涉及集成光学领域，用于解决光纤与LNOI芯片间的高效耦合问题。本发明结构自下而上由衬底、缓冲层和波导层三部分组成，其中波导层沿光场传输方向可分为两部分，第一部分为由低折射率波导制成的双层正向锥形区，用于输入光场与反向锥形区之间的模场变换，第二部分为由顶层铌酸锂刻蚀而成的反向锥形区，用于与LNOI芯片波导最终的模场变换。本发明双层正向锥形区的设计，不仅起到反向锥形区与外界输入光场的过渡作用，可实现与更大输入模场间的耦合，进一步提升了转换效率，还使整个结构更为紧凑、高效，更有利于实现大规模光路集成。
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公开(公告)号：CN113534342A
公开(公告)日：2021-10-22
申请号：CN202110691342.2
申请日：2021-06-22
Applicant: 北京工业大学
IPC: G02B6/124
Abstract: 本发明涉及一种基于铌酸锂薄膜波导的高耦合效率的非均匀光栅耦合器，属于集成光学领域和半导体领域，具体是一种基于LNOI平台的高耦合效率的非均匀分段光栅耦合器。该光栅耦合器包括：绝缘铌酸锂薄膜上的光子芯片以及设置于其上方的光纤。绝缘铌酸锂薄膜上的光子芯片自上而下依次包括：波导耦合光栅、铌酸锂薄膜层、SiO2埋氧层、Au反射层以及LN衬底。本发明由于具有Au反射层，可以极大地减少光功率向衬底的泄露损失，提高光耦合效率；另外本发明具有非均匀的分段光栅结构，可以优化向上衍射光与光纤中的模场匹配，从而进一步提高光耦合效率。
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