[发明专利]一种二元闪耀光栅耦合器及其在硅基混合集成光探测器上的应用

权利要求书

1.一种二元闪耀光栅耦合器及其在硅基混合集成光探测器上的应用，其特征在于包括如下步骤：

(1)二元闪耀光栅耦合器采用SOI材料，包括：硅衬底、限制层、波导层和光栅层；

(2)二元闪耀光栅耦合器输入端与锥形波导连接，实现光栅耦合器与系统中阵列波导光栅的互连；

(3)二元闪耀光栅耦合器应用在硅基混合集成光探测器上，并将其应用到阵列波导光栅解调集成微系统中，有效解决阵列波导光栅解调集成微系统中SOI硅纳米线波导与InGaAs/InP光探测器间的光耦合问题。

2.根据权利要求1所述的二元闪耀光栅耦合器及其在硅基混合集成光探测器上的应用，其特征在于，光栅层采用二元闪耀光栅，其中二元闪耀光栅为一维二元闪耀光栅或二维二元闪耀光栅。

3.根据权利要求1所述的二元闪耀光栅耦合器及其在硅基混合集成光探测器上的应用，其特征在于，光栅层全部位于波导层之中。

4.根据权利要求1所述的二元闪耀光栅耦合器及其在硅基混合集成光探测器上的应用，其特征在于，光栅层的每个光栅子周期内的光栅宽度不一致。

5.根据权利要求1所述的二元闪耀光栅耦合器及其在硅基混合集成光探测器上的应用，其特征在于，光栅层的每个光栅子周期的大小均小于入射光波长。

6.根据权利要求1所述的二元闪耀光栅耦合器及其在硅基混合集成光探测器上的应用，其特征在于，锥形波导为梯形，且锥形波导的窄端与阵列波导光栅的输出端连接。

7.根据权利要求1所述的二元闪耀光栅耦合器及其在硅基混合集成光探测器上的应用，其特征在于，二元闪耀光栅耦合器应用在阵列波导光栅解调集成微系统中并与1×N的阵列波导光栅相连得到1×N的二元闪耀光栅耦合器阵列。该阵列波导光栅解调集成微系统包括片上光源，2×2光波导耦合器，光纤布拉格光栅阵列，1×N阵列波导光栅，1×N二元闪耀光栅耦合器阵列，1×N光电探测器阵列。

8.根据权利要求1所述的二元闪耀光栅耦合器及其在硅基混合集成光探测器上的应用，其特征在于，波导中的光通过所述二元闪耀光栅耦合器将光从波导中耦合进其上方的III-V材料的InGaAs/InP光电探测器中。

9.根据权利要求1所述的二元闪耀光栅耦合器及其在硅基混合集成光探测器上的应用，其特征在于，将III-V材料的InGaAs/InP光电探测器键合在二元闪耀光栅耦合器上。键合用的中间层材料采用的是苯并环丁烯胶。

10.根据权利要求1所述的二元闪耀光栅耦合器及其在硅基混合集成光探测器上的应用，其特征在于，光探测器以InP材料为衬底，在InP衬底上连续生长3层，依次为n-InP缓冲层、i-InGaAs本征吸收层、p-InP层。