CN105759343A - 一种混合多芯平面光波导的结构及其耦合结构和耦合方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光波导耦合技术领域，提供了一种混合多芯平面光波导的结构及其耦合结构和耦合方法。其中，平面光波导内包括用于传递光信号的二氧化硅主波导，以及辅助进光的副波导；副波导包括氮化硅副波导，氮化硅副波导紧贴着二氧化硅主波导。本发明实施例提出的混合多芯波导是指在PLC的激光器接口端加上二氧化硅主波导以外的氮化硅/二氧化硅副波导，形成混合多芯波导，改善耦合效率和对位容差。由于氮化硅波导的数值孔径NA较高，收光能力比二氧化硅波导强。混合多芯波导的作用相当于附加了收光更强的进光口，在经过一段过渡后所有的副波导消失，从而使得从附加进光口进入的光，通过波导平行耦合的方式汇入主波导，达到改善耦合效率和对位容差的目的。

Description

一种混合多芯平面光波导的结构及其耦合结构和耦合方法

【技术领域】

本发明涉及光波导耦合技术领域，特别是涉及一种混合多芯平面光波导的结构及其耦合结构和耦合方法。

【背景技术】

目前主流的40G/100G光模块基本上还是基于棱镜，透镜，光滤波片等的自由空间耦合技术，其特点是工艺比较复杂，需要主动对光，封装成本高，更大规模的集成非常困难。

另一方面，光子集成技术，泛指有源器件(激光器，探测器，光放大器，光调制器等)和无源器件(分光/合光器，光滤波器，光复用/解复用器等)的集成，从而实现单片多功能的光器件技术。光子集成技术被视为是近期乃至将来，特别是在数据中心等短距离光互联应用中，强有力的光模块技术。然而，如何有效地将单模激光器的光耦合到平面光波导(PlanarLightwaveCircuit，PLC)或者其他硅基光集成芯片，还是目前的一个大课题。除了耦合效率以外，如何使得工艺简单易行，可以使用自动设备来达到减低成本的效果，也同样是重要的课题。

鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是如何有效地将单模激光器的光耦合到平面光波导或者其他硅基光集成芯片。

本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种混合多芯平面光波导的结构，所述结构包括，具体的：

所述平面光波导内包括用于传递光信号的二氧化硅主波导，以及辅助进光的副波导；

所述副波导包括氮化硅副波导，所述氮化硅副波导紧贴着二氧化硅主波导。

优选的，所述氮化硅副波导由两条子副波导组成，其中，第一子副波导位于所述二氧化硅主波导的上表面，第二子副波导位于所述二氧化硅主波导的下表面。

优选的，所述第一子副波导和第二子副波导均由过渡部分和锥体部分构成，其中过渡部分是一向光传输方向延伸的矩形立方体；其中锥体部分为底面与所述过度部分衔接，锥顶向光传输方向延伸的结构。

优选的，所述氮化硅副波导由三条子副波导组成，其中，第一子副波导、第二子副波导和第三子副波导均位于所述二氧化硅主波导的上表面；三条子副波导为锥体结构，其中锥顶向光传输方向延伸。

优选的，所述三条子副波导之间间隔预设距离，并且三条子复波波导之间平行排列。

优选的，所述副波导还包括二氧化硅副波导，具体的：

氮化硅副波导和二氧化硅副波导均由过渡部分和锥体部分构成，过渡部分是一向光传输方向延伸的矩形立方体；锥体部分为底面与所述过度部分衔接，锥顶向光传输方向延伸的结构；其中，氮化硅副波导位于二氧化硅主波导的上表面，所述二氧化硅副波导位于二氧化硅主波导的上表面，并且覆盖于所述氮化硅副波导之上。

第二方面，本发明实施例提供了一种平面光波导的耦合结构，包括第一方面所述结构的平面光波导，则所述耦合结构还包括单模有源器件，具体的：

所述平面光波导上位于所述二氧化硅主波导和氮化硅副波导的进光侧设置有单模有源器件固定台；

所述固定台上设置有焊盘和对位标记，所述焊盘用于与所述单模有源器件上的相应焊盘完成焊接；所述对位标记用于为自动绑定机提供绑定焊点的寻址；

在所述耦合结构中，所述单模有源器件和所述二氧化硅主波导和氮化硅副波导的进光口之间设置有耦合间隔空隙d，所述耦合间隔空隙中填充有用于折射率匹配的匹配胶。

第三方面，本发明实施例还提供了一种平面光波导的耦合方法，所述耦合方法包括：

确定单模有源器件的光波长和远场发射角；

根据所述远场发射角选择与之适配的平面光波导；

按照平面光波导上设置的焊盘和对位标记，焊接所述单模有源器件上；

使用匹配胶填充单模有源器件出光口和平面光波导进光口之间的耦合间隔空隙。

优选的，所述平面光波导由主波导和副波导构成，则所述根据所述远场发射角选择与之适配的平面光波导具体包括：

根据所述远场发射角，确定所述单模有源器件是横向椭圆光源或者是纵向椭圆光源；

若是横向椭圆光源，则选择副波导在主波导上单侧平铺方式埋入的平面光波导；

若是纵向椭圆光源，则选择副波导在主波导上双侧平铺方式埋入的平面光波导。

优选的，所述副波导在主波导上单侧平铺方式埋入的平面光波导，具体为：

氮化硅副波导由三条子副波导组成，其中，第一子副波导、第二子副波导和第三子副波导均位于所述二氧化硅主波导的上表面；三条子副波导为锥体结构，其中锥顶向光传输方向延伸；或者，

氮化硅副波导和二氧化硅副波导均由过渡部分和锥体部分构成，过渡部分是一向光传输方向延伸的矩形立方体；锥体部分为底面与所述过度部分衔接，锥顶向光传输方向延伸的结构；其中，氮化硅副波导位于二氧化硅主波导的上表面，所述二氧化硅副波导位于二氧化硅主波导的上表面，并且覆盖于所述氮化硅副波导之上；

所述副波导在主波导上双侧平铺方式埋入的平面光波导，具体为：

氮化硅副波导由两条子副波导组成，其中，第一子副波导位于所述二氧化硅主波导的上表面，第二子副波导位于所述二氧化硅主波导的下表面。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本实施例所提出的混合多芯波导是指在PLC的激光器接口端加上二氧化硅主波导以外的氮化硅/二氧化硅副波导，形成混合多芯波导，目的在于改善耦合效率和对位容差。由于氮化硅波导的数值孔径NA较高，所以收光能力比二氧化硅波导强。混合多芯波导的作用相当于附加了收光更强的进光口，在经过一段过渡后所有的副波导消失，从而使得从附加进光口进入的光，通过波导平行耦合的方式汇入主波导，达到改善耦合效率和对位容差的目的。

【附图说明】

图1是本发明实施例提供的一种基于平面光波导的耦合结构示意图；

图2是本发明实施例提供的以图1中A-A’截面俯视图的部分放大图；

图3是本发明实施例提供的图1中图2相应部分的正视图的部分放大图；

图4是本发明实施例提供的以图1中B-B’截面相对于图2的左视图的部分放大图；

图5是本发明实施例提供的以图1中A-A’截面俯视图的部分放大图；

图6是本发明实施例提供的以图1中C-C’截面俯视图的部分放大图；

图7是本发明实施例提供的图1中图5相应部分的正视图的部分放大图；

图8是本发明实施例提供的以图1中B-B’截面相对于图5的左视图的部分放大图；

图9是本发明实施例提供的基于模拟测试得到的定位公差图；

图10是本发明实施例提供的以图1中A-A’截面俯视图的部分放大图；

图11是本发明实施例提供的图1中图10相应部分的正视图的部分放大图；

图12是本发明实施例提供的以图1中B-B’截面相对于图10的左视图的部分放大图；

图13是本发明实施例提供的基于模拟测试得到的定位公差图；

图14是本发明实施例提供的以图1中A-A’截面俯视图的部分放大图；

图15是本发明实施例提供的图1中图14相应部分的正视图的部分放大图；

图16是本发明实施例提供的以图1中B-B’截面相对于图14的左视图的部分放大图；

图17是本发明实施例提供的基于模拟测试得到的定位公差图；

图18是本发明实施例提供的一种基于平面光波导的耦合方法流程图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

需要强调的是，本发明说明书附图中给予的截面图采用的是带透视结构功能的，为的是更好的展现出二氧化硅主波导、氮化硅副波导和二氧化硅副波导的层叠结构，以及在同一视角下，其尺寸之间的差异。

实施例1:

本发明实施例1提供了一种混合多芯平面光波导的结构，如图1-4所述结构包括，具体的：

所述平面光波导内包括用于传递光信号的二氧化硅主波导，以及辅助进光的副波导；

所述副波导包括氮化硅副波导，所述氮化硅副波导紧贴着二氧化硅主波导。

其中，所述氮化硅副波导可以是多种结构形式：例如其具体为矩形立方体结构、正梯体结构、倒梯体结构等等。

本实施例所提出的混合多芯波导是指在PLC的激光器接口端加上二氧化硅主波导以外的氮化硅副波导，形成混合多芯波导，目的在于改善耦合效率和对位容差。由于氮化硅波导的数值孔径NA较高，所以收光能力比二氧化硅波导强。混合多芯波导的作用相当于附加了收光更强的进光口，在经过一段过渡后所有的副波导消失，从而使得从附加进光口进入的光，通过波导平行耦合的方式汇入主波导，达到改善耦合效率和对位容差的目的。

结合本发明实施例存在一种优选的实现方案，其中，所述二氧化硅主波导由耦合段和传导段构成。

所述耦合段为正梯体结构或者倒梯体结构，其中，所述耦合段与所述单模有源器件相耦合的面为梯顶，所述耦合段与所述传导段连接面为梯底。

实施例2:

基于实施例1所述的一种平面光波导结构，本发明实施例2具体阐述其中一种可选的所述副波导结构，具体的，所述副波导不仅包括氮化硅副波导，还包括二氧化硅副波导，如图5、图6、图7和图8所示，具体结构阐述如下：

所述平面光波导内包括用于传递光信号的二氧化硅主波导，以及辅助进光的副波导；

所述氮化硅副波导和二氧化硅副波导均由过渡部分和锥体部分构成，过渡部分是一向光传输方向延伸的矩形立方体；锥体部分为底面与所述过度部分衔接，锥顶向光传输方向延伸的结构；其中，氮化硅副波导位于二氧化硅主波导的上表面，所述二氧化硅副波导位于二氧化硅主波导的上表面，并且覆盖于所述氮化硅副波导之上。

结合本实施例2所述结构，存在一种优选的尺寸，参考图5-8：

二氧化硅主波导进光口的宽度W_主＝5.0μm，高度H_主＝3.0μm；

二氧化硅副波导进光口的宽度W_副1in＝5.0μm，高度H_副1in＝3.0μm；

二氧化硅副波导的过渡部分长度L_副1过渡＝100μm；

二氧化硅副波导的总长度(包括过渡部分和锥形部分)L_副1总＝600μm；

二氧化硅副波导锥顶宽度T_副1＝0.1μm；

氮化硅副波导进光口的宽度W_副2in＝2.0μm，高度H_副2in＝0.06μm；

氮化硅副波导的过渡部分长度L_副2过渡＝100μm；

氮化硅副波导的总长度(包括过渡部分和锥形部分)L_副2总＝500μm；

氮化硅副波导锥顶宽度T_副2＝0.1μm。

主波导和副波导之间没有间隔。所有这些尺寸需要根据应用条件(工作波长，PLC功能及工艺等条件等)优化来决定。本参数的平面光波导适合与中心波长1310nm-1660nms，远场发射角X方向10°-40°，Y方向10°-45°的高斯型单模半导体激光器。现有技术(单一波导)中前端和后端同样尺寸，则其最高耦合效率仅为25％，6dB对位容差只是一个点，即激光器和PLC的焊接固定要达到极高的准确度，稍有偏差就会达不到所述6dB对位容差。本实施例利用中心波长1310nm，远场发射角为25°×40°的高斯型单模半导体激光器做模拟测试得到如图9所示的定位公差示意图。

通过本发明实施例2所述平面光波导结构改进够，最高耦合效率达到46.6％，

6dB对位容差(图9所示)在X、Y方向上分别达到：

X方向＝+/-0.95μm；

Y方向＝+/-0.95μm。

与单一波导的方法相比，上面的结果改善了最高耦合效率，并且进一步放宽了6dB对位容差。目前商用自动绑定机的精度可以达到+/-0.5μm，本发明实施例的结果完全可以直接用自动的方式来将激光器贴装至PLC上，完成激光器到PLC的被动对光和直接耦合。而自动化设备的应用可以极大地保证工艺质量，缩短对光和焊接时间，从而达到降低成本的目的。

实施例3:

基于实施例1所述的一种平面光波导结构，本发明实施例3具体阐述其中一种可选的所述副波导结构，如图10，图11和图12所示，具体的，所述氮化硅副波导由两条子副波导组成，其中，第一子副波导位于所述二氧化硅主波导的上表面，第二子副波导位于所述二氧化硅主波导的下表面。

结合本发明实施例，存在一种优选的实现方案，如图10所示，所述第一子副波导和第二子体副波导均由过渡部分和锥部分构成，其中过渡部分是一向光传输方向延伸的矩形立方体；其中锥体部分为底面与所述过度部分衔接，锥顶向光传输方向延伸的结构。

二氧化硅主波导进光口的宽度W_主in＝3.0μm，高度H_主in＝1.8μm；

二氧化硅主波导的中间过渡部分长度L_主过渡＝500μm；

二氧化硅主波导后部出光口宽度W_主out＝3.0μm，高度H_主out＝4.0μm；

氮化硅副波导的进光口的宽度W_副in＝1.8μm，高度H_副in＝0.048μm；

氮化硅副波导过渡部分长度L_副过渡＝400μm；

氮化硅副波导的总长度(包括过渡部分和锥形部分)L_副总＝500μm；

氮化硅副波导锥顶宽度T_副＝0.1μm。

主波导和副波导之间没有间隔。所有这些尺寸需要根据应用条件(工作波长，PLC功能及工艺等条件等)优化来决定。本参数的平面光波导适合与中心波长1310nm-1660nms，远场发射角X方向10°-40°，Y方向10°-45°的高斯型单模半导体激光器。现有技术中前端和后端同样尺寸，则其最高耦合效率仅为25％，6dB对位容差只是一个点，即激光器和PLC的焊接固定要达到极高的准确度，稍有偏差就会达不到所述6dB对位容差。本实施例利用中心波长1310nm，远场发射角为25°×40°的高斯型单模半导体激光器做模拟测试得到如图13所示的定位公差示意图。

通过本发明实施例3所述平面光波导结构改进够，最高耦合效率达到49.43％，6dB对位容差(图13所示)在X、Y方向上分别达到：

X方向＝+/-1.0μm；

Y方向＝+/-1.0μm。

与单一波导的方法相比，上面的结果改善了最高耦合效率，并且进一步放宽了6dB对位容差。目前商用自动绑定机的精度可以达到+/-0.5μm，本发明实施例的结果完全可以直接用自动的方式来将激光器贴装至PLC上，完成激光器到PLC的被动对光和直接耦合。而自动化设备的应用可以极大地保证工艺质量，缩短对光和焊接时间，从而达到降低成本的目的。

实施例4:

基于实施例1所述的一种平面光波导结构，本发明实施例2具体阐述其中一种可选的所述副波导结构，如图14，图15和图16所示，具体的，所述氮化硅副波导由三条子副波导组成，其中，第一子副波导、第二子副波导和第三子副波导均位于所述二氧化硅主波导的上表面；三条子副波导为锥体结构，其中锥顶向光传输方向延伸。

结合本发明实施例，存在一种优选的实现方案，其中，所述三条子副波导之间间隔预设距离，并且三条子复波波导之间平行排列。

二氧化硅主波导进光口的宽度W_主in＝5.0μm，高度H_主in＝3.8μm；

氮化硅副波导的进光口的宽度W_副in＝1.5μm，高度H_副in＝0.05μm；

氮化硅副波导的总长度L_副总＝1000μm；

氮化硅副波导锥顶宽度T_副＝0.1μm；

氮化硅副波导之间的间隔G_副＝0.1μm。

本参数的平面光波导适合与中心波长1310nm-1660nms，远场发射角X方向10°-40°，Y方向10°-45°的高斯型单模半导体激光器。现有技术中前端和后端同样尺寸，则其最高耦合效率仅为25％，6dB对位容差只是一个点，即激光器和PLC的焊接固定要达到极高的准确度，稍有偏差就会达不到所述6dB对位容差。本实施例利用中心波长1310nm，远场发射角为25°×40°的高斯型单模半导体激光器做模拟测试得到如图17所示的定位公差示意图。

通过本发明实施例3所述平面光波导结构改进够，最高耦合效率达到43.7％，6dB对位容差(图17所示)在X、Y方向上分别达到：

X方向＝+/-1.35μm；

Y方向＝+/-0.95μm。

加入数值孔径NA较大的氮化硅副波导而构成的混合多芯波导的技术效果在于，在有源器件至平面光波导电路的直接耦合中，这个发明具有非常高的耦合效率。同时，6dB对位容差也有相应改善。目前商用自动绑定机的精度可以达到+/-0.5μm，本发明的结果完全可以直接用自动的方式来将激光器贴装至PLC上，完成激光器到PLC的被动对光和直接耦合。而自动化设备的应用可以极大地保证工艺质量，缩短对光和焊接时间，从而达到降低成本的目的。

实施例5:

一种平面光波导的耦合结构，包括如实施例1至实施例4任一所述结构的平面光波导，则所述耦合结构还包括单模有源器件，单模有源器件包括但不限于法布里-珀罗激光器(Fabry-Perot，FP)、分布式反馈激光器(DistributedFeedbackLaser，DFB)、电吸收调制激光器(Electlro-absorptionModulatedLaser，EML)、基于半导体光放大器(semiconductoropticalamplifier，SOA)等。如图1所示，所述耦合结构具体为：

所述平面光波导上位于所述二氧化硅主波导和氮化硅副波导的进光侧设置有单模有源器件固定台；

所述固定台上设置有焊盘和对位标记，所述焊盘用于与所述单模有源器件上的相应焊盘完成焊接；所述对位标记用于为自动绑定机提供绑定焊点的寻址；

在所述耦合结构中，所述单模有源器件和所述二氧化硅主波导和氮化硅副波导的进光口之间设置有耦合间隔空隙d，所述耦合间隔空隙中填充有用于折射率匹配的匹配胶。

实施例6:

本发明实施例除了提供上述一种平面光波导的耦合方法，如图18所示，所述耦合方法包括：

在步骤201中，确定单模有源器件的光波长和远场发射角。

在步骤202中，根据所述远场发射角选择与之适配的平面光波导。

其中，可选的平面光波导包括如实施例1至实施例4中所提出的各平面光波导。

在步骤203中，按照平面光波导上设置的焊盘和对位标记，焊接所述单模有源器件上。

在步骤204中，使用匹配胶填充单模有源器件出光口和平面光波导进光口之间的耦合间隔空隙。

在本发明实施例实现过程中，所述平面光波导由主波导和副波导构成，则所述根据所述远场发射角选择与之适配的平面光波导，存在一种优选的实现方案，具体包括：

根据所述远场发射角，确定所述单模有源器件是横向椭圆光源或者是纵向椭圆光源；

若是横向椭圆光源，则选择副波导在主波导上单侧平铺方式埋入的平面光波导；

若是纵向椭圆光源，则选择副波导在主波导上双侧平铺方式埋入的平面光波导。

结合本发明实施例，所述副波导在主波导上单侧平铺方式埋入的平面光波导，存在几种优选的实现方案，具体为：

氮化硅副波导由三条子副波导组成，其中，第一子副波导、第二子副波导和第三子副波导均位于所述二氧化硅主波导的上表面；三条子副波导为锥体结构，其中锥顶向光传输方向延伸；或者，

氮化硅副波导和二氧化硅副波导均由过渡部分和锥体部分构成，过渡部分是一向光传输方向延伸的矩形立方体；锥体部分为底面与所述过度部分衔接，锥顶向光传输方向延伸的结构；其中，氮化硅副波导位于二氧化硅主波导的上表面，所述二氧化硅副波导位于二氧化硅主波导的上表面，并且覆盖于所述氮化硅副波导之上；

所述副波导在主波导上双侧平铺方式埋入的平面光波导，具体为：

氮化硅副波导由两条子副波导组成，其中，第一子副波导位于所述二氧化硅主波导的上表面，第二子副波导位于所述二氧化硅主波导的下表面。

值得说明的是，上述装置和系统内的模块、单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明的处理方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，ReadOnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混合多芯平面光波导的结构，其特征在于，所述结构包括，具体的：

所述平面光波导内包括用于传递光信号的二氧化硅主波导，以及辅助进光的副波导；

所述副波导包括氮化硅副波导，所述氮化硅副波导紧贴着二氧化硅主波导。

2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述氮化硅副波导由两条子副波导组成，其中，第一子副波导位于所述二氧化硅主波导的上表面，第二子副波导位于所述二氧化硅主波导的下表面。

3.根据权利要求2所述的结构，其特征在于，所述第一子副波导和第二子副波导均由过渡部分和锥体部分构成，其中过渡部分是一向光传输方向延伸的矩形立方体；其中锥体部分为底面与所述过度部分衔接，锥顶向光传输方向延伸的结构。

4.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述氮化硅副波导由三条子副波导组成，其中，第一子副波导、第二子副波导和第三子副波导均位于所述二氧化硅主波导的上表面；三条子副波导为锥体结构，其中锥顶向光传输方向延伸。

5.根据权利要求4所述的结构，其特征在于，所述三条子副波导之间间隔预设距离，并且三条子复波波导之间平行排列。

6.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述副波导还包括二氧化硅副波导，具体的：

氮化硅副波导和二氧化硅副波导均由过渡部分和锥体部分构成，过渡部分是一向光传输方向延伸的矩形立方体；锥体部分为底面与所述过度部分衔接，锥顶向光传输方向延伸的结构；其中，氮化硅副波导位于二氧化硅主波导的上表面，所述二氧化硅副波导位于二氧化硅主波导的上表面，并且覆盖于所述氮化硅副波导之上。

7.一种混合多芯平面光波导的耦合结构，其特征在于，包括如权利要求1-6任一所述结构的平面光波导，则所述耦合结构还包括单模有源器件，具体的：

所述平面光波导上位于所述二氧化硅主波导和氮化硅副波导的进光侧设置有单模有源器件固定台；

所述固定台上设置有焊盘和对位标记，所述焊盘用于与所述单模有源器件上的相应焊盘完成焊接；所述对位标记用于为自动绑定机提供绑定焊点的寻址；

在所述耦合结构中，所述单模有源器件和所述二氧化硅主波导和氮化硅副波导的进光口之间设置有耦合间隔空隙d，所述耦合间隔空隙中填充有用于折射率匹配的匹配胶。

8.一种混合多芯平面光波导的耦合方法，其特征在于，所述耦合方法包括：

确定单模有源器件的光波长和远场发射角；

根据所述远场发射角选择与之适配的平面光波导；

按照平面光波导上设置的焊盘和对位标记，焊接所述单模有源器件上；

使用匹配胶填充单模有源器件出光口和平面光波导进光口之间的耦合间隔空隙。

9.根据权利要求8所述的耦合方法，其特征在于，所述平面光波导由主波导和副波导构成，则所述根据所述远场发射角选择与之适配的平面光波导具体包括：

根据所述远场发射角，确定所述单模有源器件是横向椭圆光源或者是纵向椭圆光源；

若是横向椭圆光源，则选择副波导在主波导上单侧平铺方式埋入的平面光波导；

若是纵向椭圆光源，则选择副波导在主波导上双侧平铺方式埋入的平面光波导。

10.根据权利要求9所述的耦合方法，其特征在于，所述副波导在主波导上单侧平铺方式埋入的平面光波导，具体为：

氮化硅副波导由三条子副波导组成，其中，第一子副波导、第二子副波导和第三子副波导均位于所述二氧化硅主波导的上表面；三条子副波导为锥体结构，其中锥顶向光传输方向延伸；或者，

氮化硅副波导和二氧化硅副波导均由过渡部分和锥体部分构成，过渡部分是一向光传输方向延伸的矩形立方体；锥体部分为底面与所述过度部分衔接，锥顶向光传输方向延伸的结构；其中，氮化硅副波导位于二氧化硅主波导的上表面，所述二氧化硅副波导位于二氧化硅主波导的上表面，并且覆盖于所述氮化硅副波导之上；

所述副波导在主波导上双侧平铺方式埋入的平面光波导，具体为：

氮化硅副波导由两条子副波导组成，其中，第一子副波导位于所述二氧化硅主波导的上表面，第二子副波导位于所述二氧化硅主波导的下表面。