[发明专利]厚波导和薄波导之间的光电路中的光上升器

权利要求书

1.一种光子电路，包括：

-硅基板上的第一波导，所述第一波导的厚度为1–12μm，折射率为3–3.5；

-第二波导，其包括非晶硅，厚度为0.1–1μm，折射率为3.1–4，所述波导为锥形，该锥形具有至少在一个方向上一端较小而相对端较大的横截面；

-光子器件，所述光子器件包括：

至少一个光学材料层，其沉积在所述第一波导上且设置成与所述第二波导光学地接合；

介电材料层，其沉积在所述光学材料层的每层上；

其中，所述第二波导部分地沉积在最上层介电层上且部分地沉积在所述第一波导上，

锥形的所述第二波导的具有较小横截面的所述端与所述第一波导接合，以在所述第一波导和所述第二波导之间提供绝热的光传输，并且其中所述光子器件与所述第二波导的具有较大横截面的所述端接合，以在所述第二波导和所述光子器件之间提供光耦合。

2.根据权利要求1所述的光子电路，其中，所述光子电路包括蚀刻阻断层，所述蚀刻阻断层位于所述第一波导与所述第二波导之间和/或所述至少一个光学材料层之间。

3.根据权利要求1所述的光子电路，其中，所述第一波导是由晶体硅制成的带状波导。

4.根据权利要求1所述的光子电路，其中，所述第二波导是由非晶硅或氢化非晶硅制成的波导。

5.根据权利要求2所述的光子电路，其中，所述蚀刻阻断层包括硅石、氮化硅或热氧化二氧化硅SiO₂。

6.根据权利要求1或5所述的光子电路，其中，光学材料包括至少一层石墨烯、锗或硅锗合金。

7.根据权利要求1或5所述的光子电路，其中，在所述介电材料层中蚀刻出开口，以提供从图案化在所述第二波导上的接触端子到所述至少一个光学材料层的层的电接触。

8.根据权利要求1或5中所述的光子电路，其中，介电材料包括氧化铝、氮化硅或二氧化硅。

9.根据权利要求1或5所述的光子电路，其中，所述第二波导在所述基板的水平面内成锥形，以提供一端较小而相对端较大的横截面。

10.根据权利要求1或5所述的光子电路，其中，所述第二波导在所述基板的垂直面内成锥形，以提供一端较小而相对端较大的横截面。

11.一种光探测器电路，包括：

-硅基板上的第一波导，所述第一波导的厚度为1–12μm，折射率为3–3.5；

-所述第一波导上的蚀刻阻断层；

-至少一个第二波导，其沉积在所述第一波导和所述蚀刻阻断层上，并且所述第二波导包括非晶硅，且厚度为0.1–1μm，折射率为3.1–4，所述第二波导具有至少在一个方向上一端较小而相对端较大的锥形横截面；

-锗层，其沉积在所述第一波导上并与所述至少一个第二波导相邻或部分重叠，所述锗层包括光探测器，其中，

所述光探测器与锥形的所述第二波导的具有较大横截面的所述端接合以提供光耦合，并且锥形的所述第二波导的具有较小横截面的所述相对端接合在所述第一波导之上以在所述第一波导和所述第二波导之间提供绝热的光传输。

12.根据权利要求11所述的光探测器电路，其中，所述第一波导是由晶体硅制成的带状波导。

13.根据权利要求11或12所述的光探测器电路，其中，所述第二波导是由非晶硅或氢化非晶硅制成的波导。

14.根据权利要求11或12所述的光探测器电路，其中，所述蚀刻阻断层包括硅石、氮化硅或热氧化二氧化硅SiO₂。