用于激光源的高效光栅耦合器的制作方法

本公开中提出的实施例总体涉及用于光学芯片的光栅耦合器。更具体地，本文公开的实施例涉及具有晶圆接合(wafer-bonded)配置的光栅耦合器。

背景技术：

1、硅光子学部分地由于其超低成本、高集成密度、以及与当前半导体制造工艺的兼容性而引起了越来越多的关注。硅光子学中感兴趣的领域之一涉及针对诸如数据中心和光传输系统之类的应用场景的光纤到芯片光学互连的设计。光纤到芯片光学互连可用于将光耦合到芯片上(on-chip)(例如，从光纤到芯片)和/或将光耦合离开芯片(off-chip)(例如，从芯片到光纤)。光纤到芯片光学接口的两个主要类别包括平面内(in-plane)耦合器(例如，边缘耦合器)和平面外(out-of-plane)(或离平面(off-plane)或垂直)耦合器(例如，光栅耦合器)。

技术实现思路

技术特征：

1.一种具有晶圆接合配置的光栅耦合器，所述光栅耦合器包括：

2.根据权利要求1所述的光栅耦合器，其中：

3.根据权利要求2所述的光栅耦合器，其中，所述第一多个散射单元与所述第二多个散射单元横向对齐。

4.根据权利要求2所述的光栅耦合器，其中，所述第一多个散射单元相对于所述第二多个散射单元被横向移位。

5.根据权利要求4所述的光栅耦合器，其中，所述第一多个散射单元中的至少一者被横向移位了传播通过所述光栅耦合器的光束的波长的因子。

6.根据权利要求5所述的光栅耦合器，其中，所述因子为1/4。

7.根据任一前述权利要求所述的光栅耦合器，其中，所述光栅耦合器与设置在所述光栅耦合器上方的光纤之间的耦合角为负的。

8.根据权利要求7所述的光栅耦合器，其中，所述耦合角为-13度。

9.根据任一前述权利要求所述的光栅耦合器，其中：

10.根据任一前述权利要求所述的光栅耦合器，其中：

11.一种用于制造具有晶圆接合配置的光栅耦合器的方法，所述方法包括：

12.根据权利要求11所述的方法，其中：

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一多个散射单元与所述第二多个散射单元横向对齐。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一多个散射单元相对于所述第二多个散射单元被横向移位。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一多个散射单元中的至少一者被横向移位了传播通过所述光栅耦合器的光束的波长的因子。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述因子为1/4。

17.根据权利要求11至16中任一项所述的方法，其中，所述光栅耦合器与设置在所述光栅耦合器上方的光纤之间的耦合角为负的。

18.根据权利要求11至17中任一项所述的方法，其中：

19.根据权利要求11至18中任一项所述的方法，其中：

20.一种光学装置，包括：

技术总结一种具有晶圆接合配置的光栅耦合器(300)，包括：衬底(310)；氧化物层(240)，设置在衬底(310)上；氮化硅层(230)，设置在氧化物层(240)上方；第一硅层(250)，设置在氮化硅层(230)上方；第二硅层(260)，设置在第一硅层(250)上方；以及双层光栅(370)，设置在氮化硅层(230)上方。双层光栅(370)包括(i)第一硅层(250)的第一蚀刻层以及(ii)第二硅层(260)的第二蚀刻层。技术研发人员：王荣文,马克·A·韦伯斯特受保护的技术使用者：思科技术公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29