[发明专利]一种折射率梯度变化的硅光子模斑转换器

摘要

本发明涉及一种折射率梯度变化的硅光子模斑转换器，属于半导体光信号传输技术领域。该转换器中SOI晶片衬底表面设有SiO2支撑结构，SiO2支撑结构上表面与硅光子锥形波导下表面相连，硅光子锥形波导与硅光子条形波导处于同一平面，且位于SiO2支撑结构上方，SiO2支撑结构、硅光子锥形波导、硅光子条形波导上设有将这三个结构封闭包围的梯度叠层SiOxNy内包层，梯度叠层SiOxNy内包层为以SOI晶片衬底为底从下至上折射率逐步梯度减小的叠层材料层，梯度叠层SiOxNy内包层四周设有SiO2外包层。本发明中的折射率梯度变化的硅光子模斑转换器解决了现有硅光子‑光纤模斑转换器的在光学性能和可靠性方面难以满足应用的要求，能够同时获得好的光学性能和高可靠性。

主权项

一种折射率梯度变化的硅光子模斑转换器，其特征在于：包括SiO2外包层（1）、SiO2支撑结构（2）、硅光子锥形波导（3）、硅光子条形波导（4）、SOI晶片衬底（5）和梯度叠层SiOxNy内包层（6），SOI晶片衬底（5）表面设有SiO2支撑结构（2），SiO2支撑结构（2）上表面与硅光子锥形波导（3）下表面相连，硅光子锥形波导（3）与硅光子条形波导（4）处于同一平面，且位于SiO2支撑结构（2）上方，SiO2支撑结构（2）、硅光子锥形波导（3）、硅光子条形波导（4）上设有将这三个结构封闭包围的梯度叠层SiOxNy内包层（6），梯度叠层SiOxNy内包层（6）为以SOI晶片衬底（5）为底从下至上折射率逐步梯度减小的叠层材料层，梯度叠层SiOxNy内包层（6）四周设有SiO2外包层（1），其中梯度叠层SiOxNy内包层中x、 y 分别为材料中氧、 氮的原子摩尔数且2x+3y=4，0≤x≤2，0≤y≤4/3。