CN106877169A - 一种基于soi的异质结热不敏感激光器结构和制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光器技术领域，提供了一种基于SOI的异质结热不敏感激光器结构和制造方法。其中结构包括SOI衬底、三五族有源区波导、负折射率温度系数的聚合物波导和硅波导，所述三五族有源区波导的出光口与所述硅波导的进光口耦合，所述硅波导的出光口与所述聚合物波导的进光口耦合；所述聚合物波导的出光口与所述激光器的出光口耦合。本发明实施例可以实现激光器的热不敏感，温度变化时，激光器光波长稳定不变，不需要额外使用TEC来控温，能大大降低模块的功耗，实现相同封装方式下更多路光通道的封装，本发明实施例中激光器制作在SOI上，芯片发光可以直接进入光波导中传输，不需要额外进行耦合，利于集成与批量生产。

Description

一种基于SOI的异质结热不敏感激光器结构和制造方法

【技术领域】

本发明涉及激光器技术领域，特别是涉及一种基于SOI的异质结热不敏感激光器结构和制造方法。

【背景技术】

随着信息传输带宽的需求一直在以爆炸的速度增长，为满足网络流量的飞速发展，在骨干层网络，40Gbps、100Gbps光网络已经开始商用部署，400Gbps或1Tbps光通信系统也开始研究。高速率宽带宽的发展，要求波分复用的波长间隔越来越小，尤其速率上了100Gbps之后，LWDM(LinkedWavelength Division Multiplexing)通讯窗口要求波长在2nm范围变动，现有激光器芯片会随着温度变化而波长漂移。高速率光模块封装中不得不采用半导体致冷器(Thermo Electric Cooler,简写为：TEC)、热敏电阻等温控元件对laser进行温控处理，实现稳定波长输出的目的。TEC的引入不但增大了整个光模块的功耗，也给封装带来了极大的不便，同一封装形式，如四通道SFP接口(Quad Small Form-factorPluggable，简写为：QSFP)、CFP4等需要腾出一部分空间来封装TEC，芯片封装空间的减小限制了多路通讯波长的引入，影响多路高速率的光模块发展。

【发明内容】

本发明实施例要解决的技术问题是现有的激光器温度补偿控制都是基于TEC完成的，而相应结构需要腾出一部分空间来封装TEC，芯片封装空间的减小限制了多路通讯波长的引入，影响多路高速率的光模块发展。

本发明实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于SOI的异质结热不敏感激光器结构，包括SOI衬底、三五族有源区波导、负折射率温度系数的聚合物波导和硅波导，所述三五族有源区波导负折射率温度系数的聚合物波导和硅波导位于所述SOI衬底二氧化硅层上，所述三五族有源区波导位于所述硅波导上，具体的：

所述三五族有源区波导的出光口与所述硅波导的进光口耦合，所述硅波导的出光口与所述聚合物波导的进光口耦合；所述聚合物波导的出光口与所述激光器的出光口耦合。

可选的，所述硅波导的进光口为锥形，所述三五族有源区波导与所述硅波导的锥形进光口完成耦合。

可选的，所述硅波导的出光口为锥形，所述聚合物波导以套刻的方式制作，并且所述聚合物波导的进光口套接在所述硅波导的锥形出光口上。

可选的，所述三五族有源波导bonding在SOI衬底的中层SiO2波导上；其中，SOI衬底包括底层硅波导、中层SiO2波导和顶层硅波导。

可选的，在所述激光器为DBR激光器时，在所述衬底之上，且位于所述三五族有源区波导、负折射率温度系数的聚合物波导和硅波导之下设置有光栅层；其中，位于所述三五族有源区波导左侧和负折射率温度系数右侧设置有光栅区，作为激光器的反射腔端面。

可选的，所述三五族有源区波导的长度L和折射率n，以及聚合物波导的长度Ls和折射率ns，由上述四个参数以及各参数相对于温度的变化系数，构成三五族有源区波导的等效波长波动因子和聚合物波导的等效波长波动因子；

根据所述三五族有源区波导的等效波长波动因子和聚合物波导的等效波长波动因子之和为零，在确定所述折射率n和折射率ns对于温度的变化系数后，得到所述三五族有源区波导的长度L和聚合物波导的长度Ls的长度比例；

依据所述长度比例制作所述三五族有源区波导和/或聚合物波导。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于SOI的异质结热不敏感激光器结构，包括SOI衬底、三五族有源区波导、负折射率温度系数的聚合物波导、硅波导、第一SiO2波导和第二SiO2波导，所述三五族有源区波导、负折射率温度系数的聚合物波导、硅波导、第一SiO2波导和第二SiO2波导位于所述SOI衬底上，具体的：

所述三五族有源区波导的出光口与所述硅波导的进光口耦合，所述硅波导的出光口与所述第一SiO2波导的进光口耦合；所述第一SiO2波导的出光口与所述聚合物波导的进光口耦合；所述聚合物波导的出光口和所述第二SiO2波导的进光口耦合。

可选的，所述硅波导的进光口为锥形，所述三五族有源区波导与所述硅波导的锥形进光口完成耦合。

可选的，所述硅波导的出光口为锥形，所述第一SiO2波导以套刻的方式制作，并且所述聚合物波导的进光口套接在所述硅波导的锥形出光口上。

第三方面，本发明实施例还提供了一种基于SOI的异质结热不敏感激光器的制作方法，所述方法包括：

通过光刻在所述SOI衬底上制作硅波导图形，其中，所述硅波导图形的进光口和出光口分别被制作成锥形；

将三五族有源区波导bonding在所述SOI衬底的预设位置，使得所述三五族有源区波导的出光口和所述硅波导的锥形进光口完成耦合；

在所述硅波导的出光口侧套刻聚合物波导，其中，所述聚合物波导的进光口覆盖在所述硅波导的出光口的锥形图形之上，所述聚合物波导的出光口与所述激光器的出光口完成耦合。

本发明实施例可以实现激光器的热不敏感，温度变化时，激光器光波长稳定不变，不需要额外使用TEC来控温，能大大降低模块的功耗，实现相同封装方式下更多路光通道的封装，本发明实施例中激光器制作在SOI上，芯片发光可以直接进入光波导中传输，不需要额外进行耦合，利于集成与批量生产。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的一种基于SOI的异质结热不敏感激光器结构俯视图；

图2是本发明实施例提供的一种有源层波导和硅波导耦合结构俯视图；

图3是本发明实施例提供的一种有源层波导和硅波导耦合结构左视图；

图4是本发明实施例提供的另一种有源层波导和硅波导耦合结构俯视图；

图5是本发明实施例提供的另一种有源层波导和硅波导耦合结构左视图；

图6是本发明实施例提供的一种硅波导和聚合物波导耦合结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种基于SOI的异质结热不敏感DBR激光器结构主视图；

图8是本发明实施例提供的另一种基于SOI的异质结热不敏感激光器结构俯视图；

图9是本发明实施例提供的一种基于SOI的异质结热不敏感激光器制作方法流程图；

图10是本发明实施例提供的另一种基于SOI的异质结热不敏感激光器制作方法流程图。

【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。

在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。

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。

全光互联取代电互联是大势所趋，具有非常诱惑的前景，而硅光互连则是业内公认最有可能实现全光互联的技术方案。由于硅材料是间接带隙，用来制作成光源发光效率非常低，目前比较可行的方式是采用三五族的芯片与SOI实现混合集成。但芯片与SOI波导尺寸太小，耦合是一重大难题，采用lens耦合工艺上难操作。

实施例1:

本发明实施例1提供了一种基于绝缘衬底上的硅(Silicon-On-Insulator，简写为：SOI)的异质结热不敏感激光器结构，如图1所示，包括SOI衬底1、三五族有源区波导2、负折射率温度系数的聚合物波导3和硅波导4，所述三五族有源区波导2、负折射率温度系数的聚合物波导3和硅波导4位于所述SOI衬底1上，具体的：

所述三五族有源区波导2的出光口与所述硅波导4的进光口耦合，所述硅波导4的出光口与所述聚合物波导3的进光口耦合；所述聚合物波导3的出光口与所述激光器的出光口耦合。

本发明实施例可以实现激光器的热不敏感，温度变化时，激光器光波长稳定不变，不需要额外使用TEC来控温，能大大降低模块的功耗，实现相同封装方式下更多路光通道的封装，本发明实施例中激光器制作在SOI上，芯片发光可以直接进入光波导中传输，不需要额外进行耦合，利于集成与批量生产。

为了保证三五族有源区波导2(例如：InP)与硅波导进光口之间的耦合度，结合本发明实施例存在几种可选的实现方式：

方式一：

如图2和图3所示，所述硅波导4的进光口为锥形，所述三五族有源区波导2与所述硅波导4的锥形进光口完成耦合。其中，图2为相应耦合结构的俯视图放大后的局部结构示意图，而图3为相应耦合结构从图1中三五族有源区波导2的左侧界面水平向右看过去的局部结构示意图。

方式二：

如图4和图5所示，所述硅波导4的进光口为锥形，并且在进光口侧设置有一个或者多个辅助耦合波导5。其中，图4为相应耦合结构的俯视图放大后的局部结构示意图，而图5为相应耦合结构从图1中三五族有源区波导2的左侧界面水平向右看过去的局部结构示意图。

上述两种方式，都能够一定程度上改善从三五族有源区波导2输出的光信号传播到硅波导4中的衰减度。

相对于三五族有源区波导2和硅波导4之间的耦合结构改进方案的提出，本发明实施例同样提供了硅波导4与聚合物波导3之间耦合接口的改进，如图6所示，所述硅波导4的出光口为锥形，所述聚合物波导3以套刻的方式制作，并且所述聚合物波导3的进光口套接在所述硅波导4的锥形出光口上。

在本发明实施例中，所述三五族有源波导bonding在SOI衬底1的中层SiO2波导上；其中，SOI衬底包括底层硅波导、中层SiO2波导和顶层硅波导，例如：先通过光刻在所述SOI衬底的顶层硅波导形成用于固定所述三五族有源波导的槽，然后通过倒装焊接的方式完成三五族有源波导与SOI衬底1的固定。

在DBR激光器中实现本发明实施例所述基于SOI的异质结热不敏感结构时，如图1和图7所示，在所述衬底之上，且位于所述三五族有源区波导2、负折射率温度系数的聚合物波导3和硅波导4之下设置有光栅层6；其中，位于所述三五族有源区波导2左侧和负折射率温度系数右侧分别设置有光栅区(如图7中三五族有源区波导2左侧光栅区7所示)。

为了进一步支撑本发明实施例中，对于三五族有源区波导2和聚合物波导3之间如何进行选材及其长度设置提供可参考依据，接下来将依据本发明实施例提出的有益效果：聚合物波导3的dn/dT<0，为负温度系数的材料；三五族有源区波导2的dn/dT>0，为正温度系数的材料，两者组合成FP腔，实现FP腔内的dn/dT＝0，提供一种可行的理论依据。具体的：

所述三五族有源区波导2的长度L和折射率n，以及聚合物波导3的长度Ls和折射率ns，由上述四个参数以及各参数相对于温度的变化系数，构成三五族有源区波导2的等效波长波动因子和聚合物波导3的等效波长波动因子；

根据所述三五族有源区波导2的等效波长波动因子和聚合物波导3的等效波长波动因子之和为零，在确定所述折射率n和折射率ns对于温度的变化系数后，得到所述三五族有源区波导2的长度L和聚合物波导3的长度Ls的长度比例；依据所述长度比例制作所述三五族有源区波导2和/或聚合物波导3。

实施例2:

在提出如实施例1所述的一种基于SOI的异质结热不敏感激光器结构后，本发明实施例进一步提出了一种可以进一步改善温度对激光波长影响的问题。如图8所示，本发明实施例所提出的激光器包括SOI衬底1、三五族有源区波导2、负折射率温度系数的聚合物波导3、硅波导4、第一SiO2波导8和第二SiO2波导9，所述三五族有源区波导2、负折射率温度系数的聚合物波导3、硅波导4、第一SiO2波导8和第二SiO2波导9位于所述SOI衬底1上，具体的：

所述三五族有源区波导2的出光口与所述硅波导4的进光口耦合，所述硅波导4的出光口与所述第一SiO2波导8的进光口耦合；所述第一SiO2波导8的出光口与所述聚合物波导3的进光口耦合；所述聚合物波导3的出光口和所述第二SiO2波导9的进光口耦合。

本发明实施例可以实现激光器的热不敏感，温度变化时，激光器光波长稳定不变，不需要额外使用TEC来控温，能大大降低模块的功耗，实现相同封装方式下更多路光通道的封装，本发明实施例中激光器制作在SOI上，芯片发光可以直接进入光波导中传输，不需要额外进行耦合，利于集成与批量生产。另外，在本发明实施例中整个激光器结构只采用很少一部分的硅来耦合三五族中的波导，其他部分用二氧化硅来代替，二氧化硅的折射率不会随温度变化而变化。

在本发明实施例中，存在一种优选的实现方案，所述硅波导4的进光口为锥形，所述三五族有源区波导2与所述硅波导4的锥形进光口完成耦合。相应的，还可以参考实施例1中所提出的方式一和方式二，在此不一一赘述。

对应于实施例中硅波导4和聚合物3之间的耦合接口结构，在本发明实施例同样可以所述硅波导4的出光口为锥形，所述第一SiO2波导8以套刻的方式制作，并且所述聚合物波导3的进光口套接在所述硅波导4的锥形出光口上。

由于基于一个共同的发明构思，在实施例1中考虑的相应改进方案同样也适用于本发明实施例，例如：

为了进一步支撑本发明实施例中，对于三五族有源区波导2和聚合物波导3之间如何进行选材及其长度设置提供可参考依据，接下来将依据本发明实施例提出的有益效果：聚合物波导3的dn/dT<0，为负温度系数的材料；三五族有源区波导2的dn/dT>0，为正温度系数的材料，两者组合成FP腔，实现FP腔内的dn/dT＝0，提供一种可行的理论依据。具体的：

所述三五族有源区波导2的长度L和折射率n，以及聚合物波导3的长度Ls和折射率ns，由上述四个参数以及各参数相对于温度的变化系数，构成三五族有源区波导2的等效波长波动因子和聚合物波导3的等效波长波动因子；

根据所述三五族有源区波导2的等效波长波动因子和聚合物波导3的等效波长波动因子之和为零，在确定所述折射率n和折射率ns对于温度的变化系数后，得到所述三五族有源区波导2的长度L和聚合物波导3的长度Ls的长度比例；依据所述长度比例制作所述三五族有源区波导2和/或聚合物波导3。

实施例3:

本发明实施例还提供了一种基于SOI的异质结热不敏感激光器的制作方法，如图9所示，所述方法包括：

在步骤201中，通过光刻在所述SOI衬底1上制作硅波导4图形，其中，所述硅波导4图形的进光口和出光口分别被制作成锥形。

其中，硅波导4的进光口和三五族有源区波导2出光口之间的耦合结合可以采用以下两种方式。

方式一：

如图2和图3所示，所述硅波导4的进光口为锥形，所述三五族有源区波导2与所述硅波导4的锥形进光口完成耦合。其中，图2为相应耦合结构的俯视图放大后的局部结构示意图，而图3为相应耦合结构从图1中三五族有源区波导2的左侧界面水平向右看过去的局部结构示意图。

方式二：

如图4和图5所示，所述硅波导4的进光口为锥形，并且在进光口侧设置有一个或者多个辅助耦合波导5。其中，图4为相应耦合结构的俯视图放大后的局部结构示意图，而图5为相应耦合结构从图1中三五族有源区波导2的左侧界面水平向右看过去的局部结构示意图。

其中，硅波导4与聚合物波导3之间耦合接口可以采用如图6所示结构，所述硅波导4的出光口为锥形，所述聚合物波导3以套刻的方式制作，并且所述聚合物波导3的进光口套接在所述硅波导4的锥形出光口上。

在步骤202中，将三五族有源区波导2bonding在所述SOI衬底1的预设位置，使得所述三五族有源区波导2的出光口和所述硅波导4的锥形进光口完成耦合。

在步骤203中，在所述硅波导4的出光口侧套刻聚合物波导3，其中，所述聚合物波导3的进光口覆盖在所述硅波导4的出光口的锥形图形之上，所述聚合物波导3的出光口与所述激光器的出光口完成耦合。

本发明实施例可以实现激光器的热不敏感，温度变化时，激光器光波长稳定不变，不需要额外使用TEC来控温，能大大降低模块的功耗，实现相同封装方式下更多路光通道的封装，本发明实施例中激光器制作在SOI上，芯片发光可以直接进入光波导中传输，不需要额外进行耦合，利于集成与批量生产。

在DBR激光器中实现本发明实施例所述基于SOI的异质结热不敏感结构加工方法时，如图1和图7所示，在所述衬底之上，且位于所述三五族有源区波导2、负折射率温度系数的聚合物波导3和硅波导4之下设置有光栅层6；其中，位于所述三五族有源区波导2左侧和负折射率温度系数右侧分别设置有光栅区(如图7中三五族有源区波导2左侧光栅区7所示)。则相应的，在步骤201之前，本发明实施例需要先完成光栅层的沉积生长，然后通过光刻的方式形成如图7所示的光栅结构，然后执行上述步骤201-步骤203。

为了进一步支撑本发明实施例中，对于三五族有源区波导2和聚合物波导3之间如何进行选材及其长度设置提供可参考依据，接下来将依据本发明实施例提出的有益效果：聚合物波导3的dn/dT<0，为负温度系数的材料；三五族有源区波导2的dn/dT>0，为正温度系数的材料，两者组合成FP腔，实现FP腔内的dn/dT＝0，提供一种可行的理论依据。具体的：

所述三五族有源区波导2的长度L和折射率n，以及聚合物波导3的长度Ls和折射率ns，由上述四个参数以及各参数相对于温度的变化系数，构成三五族有源区波导2的等效波长波动因子和聚合物波导3的等效波长波动因子；

根据所述三五族有源区波导2的等效波长波动因子和聚合物波导3的等效波长波动因子之和为零，在确定所述折射率n和折射率ns对于温度的变化系数后，得到所述三五族有源区波导2的长度L和聚合物波导3的长度Ls的长度比例；依据所述长度比例制作所述三五族有源区波导2和/或聚合物波导3。

实施例4:

本发明实施例还提供了一种用于加工制作实施例2中提出的改进异质结热不敏感激光器结构的方法，如图10所示，具体实现如下：

在步骤301中，通过光刻刻蚀的方式在所述SOI衬底1上制作硅波导4图形和第一SiO2波导8和第二SiO2波导9，其中，所述硅波导4图形的进光口和出光口分别被制作成锥形。

其中，第一SiO2波导8是在硅波导4制作完成后，在其锥形耦合接口侧覆盖式生长完成。

在步骤302中，将三五族有源区波导2bonding在所述SOI衬底1的预设位置，使得所述三五族有源区波导2的出光口和所述硅波导4的锥形进光口完成耦合。

在步骤303中，在所述第一SiO2波导8的出光口侧，以及第二SiO2波导9的进光口侧套刻聚合物波导3。

本发明实施例可以实现激光器的热不敏感，温度变化时，激光器光波长稳定不变，不需要额外使用TEC来控温，能大大降低模块的功耗，实现相同封装方式下更多路光通道的封装，本发明实施例中激光器制作在SOI上，芯片发光可以直接进入光波导中传输，不需要额外进行耦合，利于集成与批量生产。另外，在本发明实施例中整个激光器结构只采用很少一部分的硅来耦合三五族中的波导，其他部分用二氧化硅来代替，二氧化硅的折射率不会随温度变化而变化。

因为基于一个总的发明构思，因此，在实施例3中使用的相关扩展方案和可选的技术手段同样适用于本发明实施例，在此不一一赘述。

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，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、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)

1.一种基于SOI的异质结热不敏感激光器结构，其特征在于，包括SOI衬底、三五族有源区波导、负折射率温度系数的聚合物波导和硅波导，所述三五族有源区波导、负折射率温度系数的聚合物波导和硅波导位于所述SOI衬底上，具体的：

所述三五族有源区波导的出光口与所述硅波导的进光口耦合，所述硅波导的出光口与所述聚合物波导的进光口耦合；所述聚合物波导的出光口与所述激光器的出光口耦合。

2.根据权利要求1所述的异质结热不敏感激光器结构，其特征在于，所述硅波导的进光口为锥形，所述三五族有源区波导与所述硅波导的锥形进光口完成耦合。

3.根据权利要求1或2所述的异质结热不敏感激光器结构，其特征在于，所述硅波导的出光口为锥形，所述聚合物波导以套刻的方式制作，并且所述聚合物波导的进光口套接在所述硅波导的锥形出光口上。

4.根据权利要求1所述的异质结热不敏感激光器结构，其特征在于，所述三五族有源波导bonding在SOI衬底的中层SiO2波导上；其中，SOI衬底包括底层硅波导、中层SiO2波导和顶层硅波导。

5.根据权利要求1所述的异质结热不敏感激光器结构，其特征在于，在所述激光器为DBR激光器时，位于所述三五族有源区波导左侧和负折射率温度系数右侧设置有光栅区，作为激光器的反射腔端面。

6.根据权利要求1所述的异质结热不敏感激光器结构，其特征在于，所述三五族有源区波导的长度L和折射率n，以及聚合物波导的长度Ls和折射率ns，由上述四个参数以及各参数相对于温度的变化系数，构成三五族有源区波导的等效波长波动因子和聚合物波导的等效波长波动因子；

根据所述三五族有源区波导的等效波长波动因子和聚合物波导的等效波长波动因子之和为零，在确定所述折射率n和折射率ns对于温度的变化系数后，得到所述三五族有源区波导的长度L和聚合物波导的长度Ls的长度比例；

依据所述长度比例制作所述三五族有源区波导和/或聚合物波导。

7.一种基于SOI的异质结热不敏感激光器结构，其特征在于，包括SOI衬底、三五族有源区波导、负折射率温度系数的聚合物波导、硅波导、第一SiO2波导和第二SiO2波导，所述三五族有源区波导、负折射率温度系数的聚合物波导、硅波导、第一SiO2波导和第二SiO2波导位于所述SOI衬底上，具体的：

所述三五族有源区波导的出光口与所述硅波导的进光口耦合，所述硅波导的出光口与所述第一SiO2波导的进光口耦合；所述第一SiO2波导的出光口与所述聚合物波导的进光口耦合；所述聚合物波导的出光口和所述第二SiO2波导的进光口耦合。

8.根据权利要求7所述的异质结热不敏感激光器结构，其特征在于，所述硅波导的进光口为锥形，所述三五族有源区波导与所述硅波导的锥形进光口完成耦合。

9.根据权利要求1或2所述的异质结热不敏感激光器结构，其特征在于，所述硅波导的出光口为锥形，所述第一SiO2波导以曝光刻蚀的方式制作，并且所述聚合物波导的进光口套接在所述硅波导的锥形出光口上。

10.一种基于SOI的异质结热不敏感激光器的制作方法，其特征在于，所述方法包括：

通过曝光刻蚀方法在所述SOI衬底上制作硅波导图形，其中，所述硅波导图形的进光口和出光口分别被制作成锥形；

将三五族有源区波导bonding在所述SOI衬底波导的预设位置，使得所述三五族有源区波导的出光口和所述硅波导的锥形进光口完成耦合；

在所述硅波导的出光口侧套刻聚合物波导，其中，所述聚合物波导的进光口覆盖在所述硅波导的出光口的锥形图形之上，所述聚合物波导的出光口与所述激光器的出光口完成耦合。