[发明专利]布拉格光栅芯片

说明书

本发明涉及一种布拉格光栅芯片，包括基板、设置在基板上的二氧化硅层、设置在二氧化硅层上的波导、以及设置在波导侧面且用以分布式反射光线的点阵光栅，点阵光栅和至少部分波导相离设置，通过控制波导和点阵光栅之间的距离，可实现稳定的有效折射率微扰，得到极窄带(≤0.2nm)滤波性能，该结构简单，制备难度低且易控制，一致性和稳定性强。

技术领域

本发明涉及一种布拉格光栅芯片，属于光电器件领域。

背景技术

布拉格光栅结构具有反射特定波长光信号的性质，可用于制作光滤波器、激光器的谐振腔、传感器、表面耦合器等光器件。布拉格光栅作为分布式布拉格反射型(DBR)激光器中的窄带通反射器时，希望布拉格光栅反射光谱的带宽非常窄，可能为0.1-0.3nm级别，这要求布拉格光栅中前向传输光模式和后向传输光模式之间的耦合系数非常小，即要求布拉格光栅引入的有效折射率ΔNeff扰动非常小(称为微扰，在1E-4～1E-3量级)。现有技术中，制备布拉格光栅的方法一般为在波导顶部刻蚀条纹或在波导侧壁刻蚀条纹，但是，有效折射率对条纹非常敏感，即很小的波导表面起伏都会引起较大的有效率变化。如果得到期望的有效折射率微扰，则需要非常小的波导表面条纹起伏(10nm左右)，而非常小的条纹起伏的制备难度大且无法稳定控制，即难以实现稳定可控的有效折射率微扰。

因此，需要一种容易得到有效折射率微扰的布拉格光栅的方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种布拉格光栅芯片，其有效折射率扰动非常小，结构简单易得且一致性和稳定性强。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种布拉格光栅芯片，包括基板、设置在所述基板上的二氧化硅层、设置在所述二氧化硅层上的波导、以及设置在所述波导侧面且用以分布式反射光线的点阵光栅，所述点阵光栅和至少部分所述波导相离设置。

进一步地，所述波导为脊型波导，所述脊型波导包括平板层和形成在平板层上的中心脊，所述点阵光栅形成在所述平板层上且与所述中心脊相离设置。

进一步地，所述脊型波导的中心脊为矩形、梯形或两者的组合。

进一步地，所述波导为矩形波导或梯型波导，所述点阵光栅形成在所述二氧化硅层上，所述波导和所述点阵光栅相离设置。

进一步地，所述点阵光栅和所述波导平行设置。

进一步地，所述点阵光栅包括若干相离排布的光栅点，所述光栅点的形状为圆柱形、棱柱形、圆台形、及棱台形中的一种或多种。

进一步地，所述点阵光栅设置在所述波导的至少一侧面。

进一步地，所述波导和所述点阵光栅的材料为铌酸锂、硅或氮化硅材料。

进一步地，所述点阵光栅为均匀光栅或非均匀光栅。

进一步地，所述布拉格光栅芯片还包括设置在所述波导和所述点阵光栅上的包层，所述包层的材料为二氧化硅、氮化硅或二氧化钛。

进一步地，所述布拉格光栅芯片还包括设置在所述包层上的金属电极，所述金属电极通电得到中心波长可调谐的布拉格光栅芯片。

进一步地，所述波导中掺杂入P型和N型杂质，所述金属电极通电得到中心波长可调谐的布拉格光栅芯片。

进一步地，所述布拉格光栅芯片还包括设置在所述二氧化硅层或包层上的加热层，加热所述加热层得到中心波长可调谐的布拉格光栅芯片。

本发明的有益效果在于：本发明的布拉格光栅芯片包括波导和设置在波导侧面且用以分布式反射光线的点阵光栅，点阵光栅和至少部分波导相离设置，通过控制波导和点阵光栅之间的距离，可实现稳定的有效折射率微扰，得到极窄带(≤0.2nm)滤波性能，该结构简单，制备难度低且易控制，一致性和稳定性强。