CN106842633B - 一种中长波红外热光上转换的全光光子集成器件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中长波红外热光上转换的全光光子集成器件，自上而下包括衬底层、光隔离层、光传输层和吸收增强层；其中，光传输层包括光传输波导、耦合波导、相移光栅、支撑结构、相移光栅与支撑结构连接结构、光传输波导两侧浅刻蚀结构、光传输波导与耦合波导间隙；耦合波导、相移光栅、支撑结构、相移光栅与支撑结构连接结构连为一体，并且其下方镂空、通过支撑结构与光传输层其余部分相连；本发明提供的中长波红外热光上转换的全光光子集成器件可将中长波红外信号直接转换为通讯波段的近红外信号，接入到现有光纤网路中传输，可起到简化系统结构的作用；并通过隔离层设计减弱了外界噪声的干扰，降低外界噪声对器件性能的影响。

Description

一种中长波红外热光上转换的全光光子集成器件
技术领域
本发明属于红外传感器件技术领域，具体涉及一种中长波红外热光上转换的全光光子集成器件。
背景技术
中长波红外传感器可用于工业、医疗、监控等各个方面。中长波红外传感器与互联网技术相结合，可将传感器检测到的信号快速传输到远端计算机进行分析，并做出相应处理。现有的中长波红外传感器需要将探测到的红外光学信号转换成电学信号进行处理后再转换成光学信号才能接入到互联网中；这将延长系统的响应时间，增加制作成本，使系统复杂；并且现有的中长波红外传感器受外界环境噪声影响大，限制了器件的性能。
“Plasmon resonance enhanced multicolor photodetection by graphene”(Nature communications，2011，2:579)公开了一种等离子增强石墨烯探测器，可提高石墨烯探测器的量子效率并实现多波长探测；然而石墨烯探测器吸收率较低，不能有效地将红外辐射信号转换为热信号；
公开号为US7820970B1的美国专利公开了一种利用微盘谐振腔制作的微光红外探测器，实现了中红外辐射到近红外信号的转化，具有极低的等效噪声功率；但微光红外探测器由于结构限制，无法进一步降低器件热导、提高器件的灵敏度；并且该红外探测器受外界环境温度变化影响大，需要在真空环境中才能取得较好的性能，这无疑给器件制备带来很大挑战，并限制了该探测器的应用场合。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种长波红外热光上转换全光光子集成器件，解决了现有中长波红外传感器与光通讯网络融合困难、易受外界噪声影响的问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种中长波红外热光上转换的全光光子集成器件，自下而上依次包括衬底层、光隔离层、光传输层和吸收增强层；
其中，光传输层包括第一光传输波导、第一耦合波导、第一相移光栅、第二耦合波导、第二光传输波导、第一支撑结构、第二支撑结构、第一连接结构和第二连接结构；
第一光传输波导与第一耦合波导平行错开相邻设置，两者之间具有间隙；第一耦合波导的一端悬空，另一端与第一相移光栅的一端相连，第一相移光栅的另一端与第二耦合波导的一端相连，第二耦合波导的另一端悬空；第一连接结构设置在第一相移光栅的一侧、第二连接结构设置在第一相移光栅的另一侧；第一连接结构与第一支撑结构相连，第二连接结构与第二支撑结构相连；
第一连接结构、第一相移光栅、第二连接结构、第一支撑结构和第二支撑结构所构成的整体的下方的光隔离层镂空；所述第一耦合波导、第一相移光栅与第二耦合波导所构成的整体结构通过第一连接结构、第一支撑结构、第二连接结构以及第二支撑结构所构成的支撑体与光传输层其余部分相连；所述第二光传输波导与第二耦合波导平行错开相邻设置，两者之间具有间隙。
优选的，上述中长波红外热光上转换的全光光子集成器件，其光传输层还包括第三光传输波导、第二相移光栅；第二相移光栅的一端与第二光传输波导的一端相连，第二相移光栅的另一端与第三光传输波导的一端相连。
优选的，上述中长波红外热光上转换的全光光子集成器件，其衬底层的厚度大于50微米；其光隔离层的厚度为1微米～10微米，以防止光传输层的光泄漏到衬底，降低器件损耗；其光传输层的厚度为0.2微米～2微米，以尽可能的减小光信号在传输波导中传输会所产生的损耗，且避免在光传输层传输的光会激发起高阶模式，降低器件损耗。
优选的，上述中长波红外热光上转换的全光光子集成器件，其吸收增强层的厚度为0.01微米～0.2微米，以保证集成器件的吸收率，将器件热时间常数控制在毫秒以内，防止热熔过高延长器件的响应时间。
优选的，上述中长波红外热光上转换的全光光子集成器件，其第一光传输波导、第一耦合波导、第一相移光栅、第二耦合波导和第二光传输波导的高度相同，该高度在0.2微米～2微米范围内取值。
优选的，上述中长波红外热光上转换的全光光子集成器件，其第一支撑结构、第二支撑结构的高度为0.1微米～1微米；在保证支撑结构可承载耦合波导、相移光栅、相移光栅与支撑结构连接结构的重量的情况下，尽可能的降低器件的热导，以低热导来降低外界噪声对该集成器件整体性能的影响；第一光传输波导两侧的浅刻蚀结构、第一连接结构以及第二连接结构三者的高度与第一、第二支撑结构相同，以保证近红外信号在第一、第二光传输波导与第一相移光栅中低损耗传输，降低器件的损耗的同时简化工艺流程。
优选的，上述中长波红外热光上转换的全光光子集成器件，其第一光传输波导、第二光传输波导、第一耦合波导、第二耦合波导以及第一相移光栅五者的宽度相同，该宽度为0.2微米～1微米；第一光传输波导与第一耦合波导之间的间隙为0.01微米～0.2微米，第二光传输波导与第二耦合波导之间的间隙为0.01微米～0.2微米；以保证光信号可从光传输波导耦合到耦合波导，并通过控制耦合波导的长度以降低耦合波导过长对集成器件热熔的增加；第一耦合波导的长度为5微米～40微米、第二耦合波导的长度为5微米～40微米。
优选的，上述中长波红外热光上转换的全光光子集成器件，第一光传输波导两侧浅刻蚀结构、第一连接结构与第二连接结构的宽度相同，该宽度为2微米～10微米，以使得近红外信号在光传输波导与相移光栅中低损耗传输的同时保证器件的吸收率，降低器件的损耗，提高信号转换效率；第一相移光栅的长度为10微米～400微米，第一连接结构的长度为10微米～400微米，第二连接结构的长度为10微米～400微米。
优选的，上述中长波红外热光上转换的全光光子集成器件，其第一相移光栅结构的相移长度为0.05微米～1微米，单侧齿宽0.01微米～0.5微米，周期为0.2微米～1微米，占空比为30％～70％，共50～400个周期，以保证集成器件的Q值，并增强器件谐振频率处光的透过率，以增强集成器件的对光信号的探测灵敏度。
优选的，上述中长波红外热光上转换的全光光子集成器件，其第一支撑结构宽0.2微米～1微米、长15微米～450微米；第二支撑结构宽0.2微米～1微米、长15微米～450微米，以降低器件热导，同时保证支撑结构可承载耦合波导、相移光栅、相移光栅与支撑结构连接结构的重量。
优选的，上述中长波红外热光上转换的全光光子集成器件，第一相移光栅与第一连接结构、第二连接结构的长度为10微米～400微米，以保证相移光栅整体可以被加热，并降低器件的热熔。
优选的，上述中长波红外热光上转换的全光光子集成器件，其第一耦合波导、第二耦合波导的长度为5微米～50微米。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)本发明提出的中长波红外热光上转换的全光光子集成器件，由于氧化硅和氮化硅可吸收红外辐射并将其转化为热，而根据热光效应，光传输层可将温度的变化以折射率的变化表现出来，采用高品质因数相移光栅，其谐振频率对折射率变化极为敏感，谐振频率的改变即可反映红外辐射的变化，因此可将中长波红外信号直接转换为通讯波段的近红外信号，接入到光纤网路中传输，具有简化系统结构的作用；
(2)本发明提出的中长波红外热光上转换的全光光子集成器件，由于采用耦合波导将相移光栅及其上吸收增强层、相移光栅与支撑结构连接结构整体同光传输层其他部分隔开，并将它们的下方镂空，与衬底隔开，仅仅通过细而长的支撑结构与光传输层其他部分相连，以确保器件具有极低的热导，降低衬底传来的噪声对器件的影响；
(3)本发明提出的中长波红外热光上转换的全光光子集成器件，其优选方案通过设置多个相移光栅，比较相移光栅谐振频率的差值变化而不是绝对值，可排除外界环境温度变化对器件的影响。
附图说明
图1是实施例1提供的长波红外热光上转换全光光子集成器件(不包括吸收增强层)的俯视图；
图2为图1所示的长波红外热光上转换全光光子集成器件沿虚线A的剖面图；
图3为实施例1提供的长波红外热光上转换全光光子集成器件的相移光栅透射谱示意图；
图4为实施例2提供的长波红外热光上转换全光光子集成器件(不包括吸收增强层)的俯视图；
图5为实施例2提供的长波红外热光上转换全光光子集成器件的相移光栅透射谱示意图；
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-衬底层、2-光隔离层、3-光传输层、4-吸收增强层、31.1-第一光传输波导、32.1-第一耦合波导、33-第一相移光栅、32.2-第二耦合波导、31.2-第二光传输波导、34.1-第一支撑结构、34.2-第二支撑结构、35.1-第一连接结构、35.2-第二连接结构；36-光传输波导两侧浅刻蚀结构、37-光传输波导与耦合波导间隙、38-第二相移光栅。
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。
实施例1提供的长波红外热光上转换全光光子集成器件，自下而上包括衬底层1、光隔离层2、光传输层3和吸收增强层4；实施例1提供的长波红外热光上转换全光光子集成器件(不包括吸收增强层)的俯视图如图1所示；其光传输层3包括第一光传输波导31.1、第一耦合波导32.1、第一相移光栅33、第二耦合波导32.2、第二光传输波导31.2、第一支撑结构34.1、第二支撑结构34.2、第一连接结构35.1、第二连接结构35.2；
沿着图1中虚线A所示轴线方向的剖视图如图2所示；第一光传输波导31.1与第一耦合波导32.1平行错开相邻，两者之间具有间隙(图1中37.1所示意的)；第一耦合波导32.1与第一相移光栅33的一端相连，第一相移光栅33的另一端与第二耦合波导32.1相连；第一相移光栅33的一侧设有第一连接结构35.1、第一相移光栅33的另一侧设有第二连接结构35.2；第一连接结构35.1与第一支撑结构34.1相连，第二连接结构35.2与第二支撑结构34.2相连；
由第一连接结构35.1、第一相移光栅33、第二连接结构35.2、第一支撑结构34.1和第二支撑结构34.2所构成的整体下方的光隔离层镂空；第一耦合波导32.1、第一相移光栅33与第二耦合波导32.1所构成的整体结构通过第一连接结构35.1、第一支撑结构34.1、第二连接结构35.2以及第二支撑结构34.2与光传输层3其余部分相连；第二光传输波导31.2与第二耦合波导32.2平行错开相邻，两者之间具有间隙(图1中37.2所示意的)。
实施例1采用商用SOI基片制作长波红外热光上转换全光光子集成器件；商用SOI基片由底层硅、中间氧化硅介质层和顶层硅组成；将其底层硅作为衬底层1，中间氧化硅介质层作为光隔离层2，将其顶层硅采用电子束曝光机(EBL)和感应耦合等离子体刻蚀机(ICP)进行处理后作为光传输层3；在光传输层3上蒸镀一层氧化硅作为吸收增强层4；
本实施例中，衬底层1厚度为500微米，光隔离层2厚度为2微米，光传输层3厚度为0.34微米，吸收增强层4的厚度为0.05微米；
采用电子束曝光机和感应耦合等离子体刻蚀机对商用SOI基片的顶层硅进行刻蚀处理，形成包括第一光传输波导31.1、第一耦合波导32.1、第一相移光栅33、第二耦合波导32.2、第二光传输波导31.2、第一支撑结构34.1、第二支撑结构34.2、第一连接结构35.1、第二连接结构35.2的光传输层3；
实施例1中，第一光传输波导31.1、第一耦合波导32.1、第一相移光栅33、第二耦合波导32.2以及第二光传输波导31.2的高度相同，均为0.34微米；第一光传输波导31.1、第一耦合波导32.1、第一相移光栅33、第一光传输波导31.2以及第二耦合波导32.2的宽度相同，均为0.44微米；第一耦合波导32.1、第二耦合波导32.2的长度相同，均为21.5微米；第一支撑结构34.1与第二支撑结构34.2相同，均高0.12微米、宽0.25微米、长90微米；光传输波导与耦合波导之间的间隙37宽度为0.11微米；第一连接结构35.1、第二连接结构35.2以及第一光传输波导两侧浅刻蚀结构36.1、36.2的宽度相同，均为3微米；相移光栅33的相移长度为0.14微米，单侧齿宽0.06微米，周期为0.28微米，占空比为50％，共400个周期；第一连接结构35.1与第二连接结构35.2的长度均为长90微米。
实施例1提供的中长波红外热光上转换的全光光子集成器件的相移光栅透射谱如图3所示，在没有红外辐射时，相移光栅在a点形成谐振峰；当红外辐射入射到该集成器件上，相移光栅33和吸收增强层4吸收红外辐射并加热相移光栅，谐振峰峰位偏移到b点；由于第一耦合波导32.1、第一相移光栅33、第二耦合波导32.2构成的整体结构仅通过低热导的第一支撑结构34.1、第二支撑结构34.2与衬底层相连接，因此吸收的热量极少传递到衬底，透射谐振峰的偏移量可准确反映入射红外辐射的强度。
实施例1中，采用0.05微米厚氧化硅作为吸收增强层4的，吸收率为50％，吸收增强层还将吸收的红外辐射转化为热，加热整个光子集成器件；由于第一连接结构35.1、第一相移光栅33、第二连接结构35.2、第一支撑结构34.1和第二支撑结构34.2所构成的整体下方的光隔离层镂空，第一耦合波导32.1、第一相移光栅33与第二耦合波导32.1所构成的整体结构通过细而长的第一连接结构35.1、第一支撑结构34.1、第二连接结构35.2以及第二支撑结构34.2所构成的支撑体与光传输层3其余部分相连；
第一支撑结构34.1、第二支撑结构34.2的热导极低(<10-7W/K)，可有效阻隔吸收的热量通过支撑结构传递到衬底，硅材料具有很高的热光系数(>10-4K-1),可将吸收的热量转化为材料折射率变化，相移光栅33的谐振频率对折射率变化极为敏感；因此，波导内近红外信号随外界红外热辐射的变化而变化，实现了红外辐射与近红外信号的直接转换，克服了现有中长红外传感器与光通讯网络融合困难的缺陷；而本光子集成器件光传输层3的第一连接结构35.1、第一相移光栅33、第二连接结构35.2、第一支撑结构34.1和第二支撑结构34.2所构成的整体下方的光隔离层镂空所构成的热导结构获得了极低的热导，降低了通过衬底传来的噪声对器件的影响。
图4所示，是实施例2提供的中长波红外热光上转换的全光光子集成器件的结构示意图，包括自下而上的衬底层1、光隔离层2、光传输层3和吸收增强层4；
其光传输层3包括第一光传输波导31.1、第一耦合波导32.1、第一相移光栅33、第二耦合波导32.2、第二光传输波导31.2、第一支撑结构34.1、第二支撑结构34.2、第一连接结构35.1、第二连接结构35.2、第二相移光栅38、第三光传输波导31.3、第二相移光栅38；
其中，第一光传输波导31.1与第一耦合波导32.1平行错开相邻，两者之间具有间隙(图4中37.1所示意的)；第一耦合波导32.1与第一相移光栅33的一端相连，第一相移光栅33的另一端与第二耦合波导32.1相连；第一相移光栅33的一侧设有第一连接结构35.1、第一相移光栅33的另一侧设有第二连接结构35.2；第一连接结构35.1与第一支撑结构34.1相连，第二连接结构35.2与第二支撑结构34.2相连；
由第一连接结构35.1、第一相移光栅33、第二连接结构35.2、第一支撑结构34.1和第二支撑结构34.2所构成的整体下方的光隔离层镂空；第一耦合波导32.1、第一相移光栅33与第二耦合波导32.1所构成的整体结构通过第一连接结构35.1、第一支撑结构34.1、第二连接结构35.2以及第二支撑结构34.2与光传输层3其余部分相连；第二光传输波导31.2与第二耦合波导32.2平行错开相邻，两者之间具有间隙(图1中37.2所示意的)；第二光传输波导31.2的一端与第二相移光栅38的一端相连，第二相移光栅38的另一端与第三光传输波导的一端31.3相连。
实施例2采用商用SOI基片制作长波红外热光上转换全光光子集成器件；将商用SOI基片的底层硅作为衬底层1，中间氧化硅介质层作为光隔离层2，将商用SOI基片的顶层硅进行处理后作为光传输层3；在光传输层3上蒸镀一层氧化硅作为吸收增强层4；实施例2中，衬底层1厚度为500微米，光隔离层2厚度为2微米，光传输层3厚度为0.34微米，吸收增强层4的厚度为0.05微米；
实施例2中，第一光传输波导31.1、第一耦合波导32.1、第一相移光栅33、第二耦合波导32.2、第二光传输波导31.2、第二相移光栅38的高度相同，均为0.34微米；第一光传输波导31.1、第一耦合波导32.1、第一相移光栅33、第二耦合波导32.2、第二光传输波导31.2、第二相移光栅38以及第三光传输波导31.3的宽度相同，均为0.44微米；第一耦合波导32.1、第二耦合波导32.2的长度相同，均为21.5微米；第一支撑结构34.1与第二支撑结构34.2相同，均高0.12微米、宽0.25微米、长90微米；光传输波导与耦合波导之间的间隙37.1、37.2宽度均为0.11微米；第一连接结构35.1、第二连接结构35.2、光传输波导两侧浅刻蚀结构36.1、36.2的宽度相同，均为4微米；第一相移光栅33的相移长度为0.14微米，单侧齿宽0.06微米，周期为0.28微米，占空比为50％，共400个周期；第一连接结构35.1与第二连接结构35.2的长度均为长90微米；
第一光传输波导6.1、36.2以及第二光传输波导两侧浅刻蚀结构3、36.3、36.4的宽度相同，均为4微米；
光传输波导31与耦合波导32之间的间距37为0.11微米；第一相移光栅结构33相移长度为0.35微米，单侧齿宽0.06微米，周期为0.28微米，占空比为70％，共300个周期；第二相移光栅结构38相移长度为0.35微米，单侧齿宽0.06微米，周期为0.27微米，占空比为74％，共300个周期。
实施例2提供的这种长波红外热光上转换全光光子集成器件的相移光栅透射谱如图5所示，在没有红外辐射时，相移光栅37在a1点形成谐振峰，相移光栅38在b点形成谐振峰；当红外辐射入射到器件上，第一相移光栅33和吸收增强层4吸收红外辐射并加热相移光栅，相移光栅结构通过第一支撑结构34.1和第二支撑结构34.2与光传输层3相连，热导小，热量传输小，升温后向衬底传热少，谐振峰峰位偏移到a2点；第二相移光栅38直接与衬底相连，吸收的热快速传递到衬底，而衬底层硅材料的等效折射率几乎不会改变，相移光栅谐振峰位置不变，通过测量a2和b峰间隔的改变量可确定入射红外辐射。
实施例2采用0.05微米厚氧化硅作为吸收增强层4，将吸收的红外辐射转化为热量，加热整个器件；由于第一连接结构35.1、第一相移光栅33、第二连接结构35.2、第一支撑结构34.1和第二支撑结构34.2所构成的整体下方的光隔离层镂空，第一耦合波导32.1、第一相移光栅33与第二耦合波导32.1所构成的整体结构通过细而长的第一连接结构35.1、第一支撑结构34.1、第二连接结构35.2以及第二支撑结构34.2与光传输层3其余部分相连；而第一支撑结构34.1、第二支撑结构34.2热导极低(<10-7W/K)，可有效阻隔吸收的热量通过支撑结构传递到衬底，而第二相移光栅38未采取隔热结构，吸收的热迅速传导到衬底，因此第二相移光栅38由于吸收红外辐射产生的温度变化极小，顶层硅具有很高的热光系数(>10- 4K-1)，可将吸收的热量转化为材料折射率的变化，相移光栅谐振频率对折射率变化极为敏感，在有红外辐射时，第一相移光栅33吸收热量温度升高，谐振频率发生变化，第二相移光栅38吸收的热量迅速传递到衬底，温度不变，谐振频率也不变，第一相移光栅34谐振频率与第二相移光栅38谐振频率的差值变化可反应外界红外辐射的变化，波导内近红外信号随外界红外热辐射的变化而变化，实现了红外辐射与近红外信号的直接转换，克服了现有中长红外传感器与光通讯网络融合困难的缺陷；
而本实施例提供的全光光子集成器件光传输层3的第一连接结构35.1、第一相移光栅33、第二连接结构35.2、第一支撑结构34.1和第二支撑结构34.2所构成的整体下方的光隔离层镂空所构成的热导结构获得了极低的热导，通过这种热导结构获得了极低的热导，降低了通过衬底传递的噪声对器件的影响。
实施例3～实施例9提供的中长波红外热光上转换的全光光子集成器件的结构与实施例1相同，区别在于结构参数；实施例3～实施例9的结构参数如下表1、表2、表3和表4所列；
表1实施例3～实施例9的结构参数列表之一
表2实施例3～实施例9的结构参数列表之二
表3实施例3～实施例9的结构参数列表之三
表4实施例3～实施例9的结构参数列表之四
实施例2与实施例1提供的全光光子集成器件对比，在外界环境温度变化时，实施例2所提供的全光光子集成器件的整体温度会同时发生相同的变化，谐振频率同时发生相同幅度的变化，即两谐振峰差值不变，本实施例提供的全光光子集成器件对比可有效消除外界环境温度变化对器件的影响。
本领域的技术人员容易理解，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)

1.一种中长波红外热光上转换的全光光子集成器件，其特征在于，自下而上包括衬底层、光隔离层、光传输层和吸收增强层；
所述光传输层包括第一光传输波导、第一耦合波导、第一相移光栅、第二耦合波导、第二光传输波导、第一支撑结构、第二支撑结构、第一连接结构和第二连接结构；
所述第一光传输波导与第一耦合波导平行错开相邻设置，两者之间具有间隙；第一耦合波导的一端悬空，另一端与第一相移光栅的一端相连，第一相移光栅的另一端与第二耦合波导的一端相连，第二耦合波导的另一端悬空；第一连接结构设置在第一相移光栅的一侧、第二连接结构设置在第一相移光栅的另一侧；第一连接结构与第一支撑结构相连，第二连接结构与第二支撑结构相连；
所述第一连接结构、第一相移光栅、第二连接结构、第一支撑结构和第二支撑结构所构成的整体的下方的光隔离层镂空；所述第一耦合波导、第一相移光栅与第二耦合波导所构成的整体结构通过第一连接结构、第一支撑结构、第二连接结构以及第二支撑结构所构成的支撑体与光传输层其余部分相连；所述第二光传输波导与第二耦合波导平行错开相邻设置，两者之间具有间隙。
2.如权利要求1所述的全光光子集成器件，其特征在于，所述光传输层还包括第三光传输波导、第二相移光栅；第二相移光栅的一端与第二光传输波导的一端相连，第二相移光栅的另一端与第三光传输波导的一端相连。
3.如权利要求1或2所述的全光光子集成器件，其特征在于，所述衬底层的厚度大于50微米，所述光隔离层的厚度为1微米～10微米，所述光传输层的厚度为0.2微米～2微米。
4.如权利要求1或2所述的全光光子集成器件，其特征在于，所述吸收增强层的厚度为0.01微米～0.2微米。
5.如权利要求1或2所述的全光光子集成器件，其特征在于，所述第一光传输波导、第一耦合波导、第一相移光栅、第二耦合波导和第二光传输波导的高度相同，所述高度为0.2微米～2微米。
6.如权利要求1或2所述的全光光子集成器件，其特征在于，所述第一支撑结构、第二支撑结构、第一连接结构、第二连接结构四者高度相同，所述高度为0.1微米～1微米。
7.如权利要求1或2所述的全光光子集成器件，其特征在于，所述第一光传输波导、第二光传输波导、第一耦合波导、第二耦合波导以及第一相移光栅五者的宽度相同，所述宽度为0.2微米～1微米；所述第一光传输波导与第一耦合波导之间的间隙为0.01微米～0.2微米，第二光传输波导与第二耦合波导之间的间隙为0.01微米～0.2微米；所述第一耦合波导的长度为5微米～40微米、第二耦合波导的长度为5微米～40微米。
8.如权利要求1或2所述的全光光子集成器件，其特征在于，所述第一连接结构与第二连接结构的宽度相同，所述宽度为2微米～10微米；第一连接结构的长度为10微米～400微米，第二连接结构的长度为10微米～400微米。
9.如权利要求1所述的全光光子集成器件，其特征在于，所述第一相移光栅的相移长度为0.05微米～1微米、单侧齿宽0.01微米～0.5微米、周期为0.2微米～1微米、占空比为30％～70％、包括50～400个周期，第一相移光栅的长度为10微米～400微米。
10.如权利要求1或2所述的全光光子集成器件，其特征在于，所述第一支撑结构宽0.2微米～1微米、长15微米～450微米，所述第二支撑结构宽0.2微米～1微米、长15微米～450微米。
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