[发明专利]一种边缘耦合光器件及光通信系统

说明书

本发明实施例提供了一种边缘耦合光器件及光通信系统；该器件包括光波导结构，光波导结构包括中间波导、以及设置在中间波导两侧且对称的侧面波导，侧面波导与中间波导不接触，侧面波导的高度小于中间波导的最大高度；光波导结构包括光纤连接点和波导连接点、以及设置在光纤连接点和波导连接点之间的中间转换点，光波导结构上各点的等效模场直径从光纤连接点到波导连接点逐渐减小，光纤连接点的等效模场直径与光信号在光纤中的模场直径的差值小于第一阈值，波导连接点的等效模场直径与光信号在标准波导中的模场直径的差值小于第二阈值。本发明提供了一种双高度三波导结构的倒楔形波导，增大了波导尖端宽度，降低了其宽度的加工精度要求。

技术领域

本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种边缘耦合光器件及光通信系统。

背景技术

硅光芯片与光纤的耦合非常重要，常见的耦合方式包括垂直耦合verticalcoupling和边缘耦合(edge coupling)。垂直耦合也就是光栅耦合，具有容易加工和对准，损耗大，带宽受限等特点；边缘耦合也叫水平耦合，具有损耗小，工作带宽大等特点。

硅光芯片耦合光纤又分小模场直径的透镜光纤和标准单模光纤。在水平耦合方案中，硅光芯片与标准单模光纤的耦合成为研究热点，标准单模光纤的模场直径约10μm，而硅光波导的尺寸大约是500nm×200nm，相差悬殊，导致耦合的难度特别大。

发明内容

本发明实施例提供了一种边缘耦合光器件及光通信系统，以降低硅光芯片与标准单模光纤的耦合难度。

一方面，提供了一种边缘耦合光器件，包括：基板、形成在基板上的埋氧层、设置在埋氧层上的光波导结构、以及覆盖层；光波导结构包括中间波导、以及设置在中间波导两侧且对称的侧面波导，侧面波导与中间波导不接触，侧面波导的高度小于中间波导的最大高度；光波导结构包括光纤连接点和波导连接点、以及设置在光纤连接点和波导连接点之间的中间转换点，光波导结构上各点的等效模场直径从光纤连接点到波导连接点逐渐减小，光纤连接点的等效模场直径与光信号在光纤中的模场直径的差值小于第一阈值，波导连接点的等效模场直径与光信号在标准波导中的模场直径的差值小于第二阈值。

一方面，提供了一种光通信系统，包括标准单模光纤、标准波导、以及本发明实施例提供的边缘耦合光器件，边缘耦合光器件的波导连接点连接标准波导，标准单模光纤通过边缘耦合的方式耦合至边缘耦合光器件的光纤连接点。

本发明实施例的有益效果：

本发明实施例提供了一种边缘耦合光器件，该光器件通过设计双高度三波导结构的倒楔形波导，增大了波导尖端宽度，降低了波导尖端宽度的加工精度要求，降低了硅光芯片与标准单模光纤的耦合难度，均衡了器件偏振相关损耗，可实现硅光芯片与标准单模光纤的耦合，极大的提升了产能。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的边缘耦合光器件的示意图；

图2为本发明第二实施例提供的边缘耦合光器件的俯视图；

图3为本发明第二实施例提供的边缘耦合光器件在中间转换点的剖面图；

图4为本发明第二实施例提供的一种边缘耦合光器件的右视图；

图5为本发明第二实施例提供的另一种边缘耦合光器件的右视图；

图6为本发明第二实施例提供的边缘耦合光器损耗随第一段长度变化的曲线图；

图7为本发明第二实施例提供的边缘耦合光器损耗随第二段长度变化的曲线图件；

图8为本发明第二实施例涉及的现有边缘耦合光器件的示意图。

具体实施方式