CN115598764B - 端面耦合器、光电子芯片和端面耦合器的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种端面耦合器、光电子芯片和端面耦合器的制作方法。端面耦合器用于耦合光纤，其包括波导、第一包覆单元和支撑层。波导用于传导光信号；第一包覆单元开设有贯穿的空气槽，将第一包覆单元分割为中心部分和外围部分；支撑层设置于第一包覆单元的下方，其等效折射率小于第一包覆单元的折射率。在上述结构中，采用等效折射率较小的支撑层结构，避免折射率大于中心部分的衬底层与包裹有波导的中心部分接触，从而减少或者避免光信号向衬底层中泄露，有利于提升光纤中的光信号到光电子芯片的耦合效率。同时，可保证端面耦合器的结构强度。

Description

端面耦合器、光电子芯片和端面耦合器的制作方法

技术领域

本发明属于芯片技术领域，尤其涉及一种端面耦合器、光电子芯片和端面耦合器的制作方法。

背景技术

电子集成芯片采用电流信号来作为信息的载体，而光电子芯片则采用频率更高的光波来作为信息载体。相比于电子集成芯片，光电子芯片展现出了更低的传输损耗、更宽的传输带宽、更小的时间延迟、以及更强的抗电磁干扰能力。

目前，通常是将端面耦合器和集成光子回路集成形成光电子芯片。利用端面耦合器接收光纤传输的光信号，并将光信号进一步传输至集成光子回路。由此可知，端面耦合器作为光纤与光电子芯片进行光信号耦合的关键器件，一旦光信号在端面耦合器中出现严重损耗，则会影响光电子芯片中的集成光子回路接收到的光信号的质量，从而影响光电子芯片的功能实现。然而，在现有技术中，通常采用硅作为集成光子回路和端面耦合器的衬底层，其折射率相对较高，端面耦合器中的光信号会大量地向折射率偏高的衬底层中泄露，从而造成光信号的损耗。

发明内容

本申请提供了一种端面耦合器、光电子芯片和端面耦合器的制作方法，其可减少光信号从光纤到光电子芯片耦合的损耗。

根据本申请的第一方面，提供一种端面耦合器，用于耦合光纤，所述端面耦合器包括：

波导，用于定向传导光信号；

第一包覆单元，开设有两条贯穿的空气槽，将所述第一包覆单元分割为中心部分和外围部分，所述中心部分包裹于所述波导的周侧；

支撑层，设置于所述第一包覆单元的下方，并覆盖所述中心部分的下表面，所述支撑层的等效折射率小于第一包覆单元的折射率。

进一步的，所述第一包覆单元和所述支撑层均由单一材料制成，并且，所述支撑层的材料的折射率小于第一包覆单元的材料的折射率。

进一步的，所述支撑层用于反射光信号，其至少包括第一支撑膜层和第二支撑膜层，所述第一支撑膜层和第二支撑膜层的折射率不同，并且，所述第一支撑膜层和所述第二支撑膜层沿厚度方向交替排布。

进一步的，所述支撑层覆盖所述空气槽的下表面，并且，所述外围部分的至少部分抵靠于所述支撑层。

进一步的，所述空气槽的宽度大于所述光信号的波长；和/或，

在所述端面耦合器用于与所述光纤耦合的平面内，所述中心部分和所述波导的模场分布与光纤的模场分布相匹配。

进一步的，所述端面耦合器还包括衬底层，所述衬底层设置于所述波导和所述第一包覆单元的下方，并且，所述衬底层上设置有掏空结构，所述波导朝向所述掏空结构；

所述支撑层的至少部分结构进入所述掏空结构，并覆盖所述中心部分的下表面。

进一步的，所述支撑层的厚度大于等于10微米，并且，小于等于100微米。

进一步的，所述端面耦合器还包括包覆层，沿所述波导的延伸方向，所述包覆层包括两个部分，分别为所述第一包覆单元和第二包覆单元，所述第一包覆单元相较于所述第二包覆单元靠近所述端面耦合器的用于耦合光纤的一端。

进一步的，沿所述波导的延伸方向，所述第一包覆单元的长度大于等于80微米。

根据本申请的第二方面，提供一种光电子芯片，所述光电子芯片包括集成光子回路和上述的端面耦合器；

其中，所述端面耦合器的远离光纤的一端连接所述集成光子回路。

根据本申请的第三方面，提供一种端面耦合器的制作方法，所述制作方法包括：

提供衬底层；

在所述衬底层上形成第一包覆单元和波导，其中，所述第一包覆单元包裹所述波导；

翻转整体结构，自衬底层的远离第一包覆单元的表面向下贯穿形成掏空结构，所述第一包覆单元的至少部分结构通过所述掏空结构暴露，并且，所述波导朝向所述掏空结构；

在衬底层的远离第一包覆单元的表面以及掏空结构中形成支撑层；

翻转整体结构，并在所述第一包覆单元上形成两条贯穿的空气槽；所述空气槽将所述第一包覆单元分割为中心部分和外围部分，其中，所述波导被所述中心部分包裹，沿厚度方向，位于所述掏空结构中的支撑层的投影覆盖所述中心部分的投影。

进一步的，沿厚度方向，位于所述掏空结构中的所述支撑层的投影覆盖所述空气槽的投影，并与所述外围部分的投影存在重叠部分。

进一步的，所述支撑层可通过多次薄膜沉积工艺形成。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

在上述结构中，将第一包覆单元分割为包覆有波导的中心部分和远离波导的外围部分，以使所述中心部分和所述波导的模场分布与光纤的模场分布更好的匹配。利用等效折射率较小的支撑层覆盖于折射率较大的中心部分的下方，避免折射率大于中心部分的衬底层与包裹有波导的中心部分直接接触，从而减少或者避免光信号向衬底层中泄露，尽可能降低光信号在传输过程中的损耗，进而有利于提升光纤到光电子芯片的光信号耦合效率。同时，由于中心部分可抵靠于支撑层，避免悬空结构的存在，从而可保证端面耦合器的结构强度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为根据本发明实施例示出的一种端面耦合器的分解结构示意图。

图2为根据本发明实施例示出的一种端面耦合器的仿真数据图。

图3为根据本发明实施例示出的一种端面耦合器的另一仿真数据图。

图4为根据本发明实施例示出的一种端面耦合器的制作方法的流程图。

图5为根据本发明实施例示出的一种端面耦合器的制备工艺图。

图6为根据本发明实施例示出的一种端面耦合器的另一制备工艺图。

图7为根据本发明实施例示出的一种端面耦合器的又一制备工艺图。

图8为根据本发明实施例示出的一种端面耦合器的再一制备工艺图。

图9为根据本发明实施例示出的一种端面耦合器的再一制备工艺图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”表示两个或两个以上。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”和/或“下”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本申请提供一种光电子芯片，其可耦合于光纤，用于接收光纤传递的光信号，并可对该光信号进行处理。

光电子芯片包括端面耦合器和集成光子回路，端面耦合器用于耦合光纤，以接收光纤传输的光信号，并将接收到的光信号传输至集成光子回路进行存储和处理，即用于将光纤中的光信号耦合到光电子芯片中的传输波导。在本申请中，波导为反向楔形，其耦合光纤的一端的尺寸小于其耦合集成光子回路一端的尺寸。

如图1所示，端面耦合器10包括波导100、包覆层、支撑层300和衬底层400。波导100和包覆层均设置于衬底层400的上方。

其中，波导100的一端耦合光纤以接收光信号，并且，波导100可沿其自身的延伸方向定向传导光信号，另一端连接集成光子回路。波导100的材料可以为氮化硅（Si₃N₄）、硅（Si）、铌酸锂（LiNbO ₃）、碳化硅（SiC）、磷化铟（InP）、砷化镓（GaAs）等中的一种或者多种。将波导100的用于耦合光纤的一端称之为尖端，将其用于连接集成光子回路的一端称之为末端。尖端的尺寸较小，以便与光纤的模场相匹配。在本实施例中，尖端的宽度为0.15微米。末端的尺寸较大，以便与集成光子回路相匹配。在本实施例中，末端的宽度为0.6微米。同时，波导100厚度为0.28微米。在本实施例中，波导100选用的材料为氮化硅（Si₃N₄）。在实际设计过程中，可根据客户实际需求设计尖端和末端的宽度以及波导100的整体厚度。

沿波导100的延伸方向，包覆层被分割为两个部分，分别为第一包覆单元200和第二包覆单元。第一包覆单元200和第二包覆单元均设置于衬底层400的上方。同时，第一包覆单元200相较于第二包覆单元靠近端面耦合器10的用于耦合光纤的一端。第一包覆单元200用于包裹波导100，以对波导100起到支撑保护的作用。同时，第一包覆单元200还可与波导100共同形成与光纤的发射模场所匹配的接收模场，以更好的接收光纤传输的光信号。第一包覆单元200上开设有两条贯穿的空气槽210。空气槽210可将第一包覆单元200分割为两个相互分离的部分，分别为中心部分220和外围部分230。其中，中心部分220位于内侧，并包裹于波导100的周侧。外围部分230环设于中心部分220的外部，同样起到支撑和保护的作用。在上述结构中，利用空气槽210将第一包覆单元200分割为相互分离的中心部分220和外围部分230，并将波导100设置于中心部分220的内部，外围部分230远离波导100。通过上述结构，使得在端面耦合器10与光纤接触的平面内，中心部分220和波导100共同形成的模场分布与光纤的模场分布可以更好地匹配。同时，由于本申请的波导100为反向楔形波导，位于第一包覆单元200中波导100的尺寸较小，光信号大部分分布在波导100的外部，为了降低端面耦合器10与光纤接触的平面处的耦合损耗，需要增设空气槽210，对波导100的模场分布进行调控，使得中心部分220和波导100共同形成的模场分布与光纤的模场分布可以更好地匹配；反之，第二包覆单元相较第一包覆单元200远离光纤，位于第二包覆单元中波导100的尺寸较大，光信号大部分被限制在波导100内部，此时已经不需要空气槽210调控模场分布。因此，空气槽210无需延伸至第二包覆单元中。在上述结构中，空气槽210仅开设于第一包覆单元200中，而远离第二包覆单元，从而使得第一包覆单元200可降低端面耦合器10与光纤接触的平面处的耦合损耗，第二包覆单元可提升整体结构的机械强度和稳定性。

进一步的，沿波导100的延伸方向，第一包覆单元200的长度大于等于80微米。通过这样的设置，即可保证第二包覆单元具有足够的长度，以保证整体结构的机械强度和稳定性。同时，保证第一包覆单元200具有足够的长度，以降低端面耦合器10与光纤接触的平面处的耦合损耗。在本实施例中，第一包覆单元200的长度优选大于等于100微米。

进一步的，如图1所示，空气槽210的宽度W1大于预设光信号的波长。举例说明，当需要利用光电子芯片对近红外光信号进行处理时，空气槽210的宽度W1需要大于近红外光的波长。在实际设计过程中，可根据客户的实际需求对空气槽210的宽度W1进行调整。

继续如图1所示，支撑层300与衬底层400接触。同时，支撑层300设置于第一包覆单元200的下方，并覆盖中心部分220的下表面。在本实施例中，支撑层300覆盖空气槽210的下表面，并且，外围部分230的至少部分抵靠于支撑层300，以实现支撑层300对第一包覆单元200起到更好的支撑作用。当然，在其他实施例中，支撑层300可仅覆盖中心部分220的下表面，而远离外围部分230，甚至远离空气槽210的下表面。其中，支撑层300的等效折射率小于第一包覆单元200的折射率。利用等效折射率较小的支撑层300覆盖于折射率较大的中心部分220下方的结构，避免折射率大于中心部分220的衬底层400与包裹有波导100的中心部分220直接接触，从而减少或者避免光信号向衬底层400中泄露，尽可能降低光信号在传输过程中的损耗，进而有利于提升光纤到光电子芯片的光信号耦合效率。

在一些设计中，设计人员会采用悬臂梁式端面耦合器10的方式减少波导100中的光信号向衬底层400中泄露，具体的，将中心部分220下方的结构挖空，并悬空设置于衬底层400的上方。在这样的结构中，由于波导100和中心部分220附件存在大量的悬空结构，从而严重影响机械结构的稳定性。

然而，在本申请中，将波导100包裹于中心部分220，同时将中心部分220抵靠于等效折射率较低的支撑层300上，从而避免悬空结构的存在，即避免波导100和中心部分220悬空设置，进而保证了端面耦合器10的结构强度。

在本实施例中，第一包覆单元200和支撑层300均由单一材料制成，并且，支撑层300的材料的折射率小于第一包覆单元200的材料的折射率。举例说明，支撑层300的材料为氟化镁（MgF ₂），第一包覆单元200的材料为二氧化硅（SiO ₂），二氧化硅的折射率大于氟化镁的折射率。由于光信号容易自折射率低的材料中泄露至折射率高的材料中，并且，光信号难以自折射率高的材料中泄露至折射率低的材料中，因此，通过上述材料的选取，避免位于波导100以及中心部分220中的光信号自折射率高的第一包覆单元200中进入到折射率低的支撑层300中去，从而尽可能降低光信号在传输过程中的损耗，进而有利于提升光纤到光电子芯片的光信号耦合效率。

当然，在其他实施例中，支撑层300还可为用于反射光信号的结构。具体的，其可至少包括第一支撑膜层和第二支撑膜层，第一支撑膜层和第二支撑膜层的折射率不同，并且，第一支撑膜层和第二支撑膜层沿厚度方向交替排布，以形成分布布拉格反射结构。分布布拉格反射结构也可被理解为等效折射率较低的结构。这样的结构可对入射于其上的光信号进行反射，从而避免光信号自波导100和中心部分220向支撑层300泄露，从而尽可能降低光信号在传输过程中的损耗，进而有利于提升光纤到光电子芯片的光信号耦合效率。

为了进一步验证本申请的端面耦合器10所起到的减少光信号耦合损耗的作用，发明人进行了相关的仿真实验，在仿真中，光信号的波长为1.31微米，衬底层400的材料为硅，得到的仿真结果如图2所示。图2展示了与标准单模光纤耦合的情况下，端面耦合器10中波导100的长度与光信号损耗之间关系的仿真结果。通过观察图2可知，由于波导100为反向楔形，且波导100的用于耦合光纤的一端以及用于连接集成光子回路的一端的尺寸固定。那么，当波导100的长度越小时，为了保证波导100两端的尺寸固定，波导100横截面的尺寸变化越快，周侧的斜度越大。此时，沿波导100的延伸方向，其模场分布的变化越大，光信号损耗越大。另外，位于上方的线段表示为端面耦合器10中保留衬底层400、未设置有支撑层300的情况。位于下方的线段表示为端面耦合器10中设置有支撑层300的情况。通过观察图中信息可知，设置有支撑层300的端面耦合器10的光信号的耦合损耗远小于保留衬底层400、未设置有支撑层300的端面耦合器10的光信号的耦合损耗。

进一步的，为了更好地减少光信号的耦合损耗。发明人还做了以下改进：

在端面耦合器10与光纤接触的平面内，中心部分220和波导100，共同形成接收模场，光纤具有发射模场。当接收模场分布和发射模场分布匹配度越高时，光信号的损耗越少。在设计过程中，在波导100的尺寸确定的情况下，可通过调整中心部分220的尺寸，改变接收模场的分布，以更好地匹配光纤中的发射模场分布，从而降低光信号的损耗。

将波导100至中心部分220的远离支撑层300一侧的最小距离作为第一距离d1，将波导100至中心部分220的靠近支撑层300一侧的最小距离作为第二距离d2，在本实施例中，第一距离为5.61微米，第二距离为4.11微米。通过调整中心部分220的宽度，可以更好地实现模场分布的匹配。

图3展示了与标准单模光纤耦合的情况下，端面耦合器10中的中心部分220的宽度与光信号损耗之间关系的仿真结果。其中，标准单模光纤为标准件，其模场分布呈圆形，直径为9微米。中心部分220的高度被固定，具体为10微米（第一距离d1、第二距离d2以及波导的高度之和）。在本次仿真实验中，仅通过改变中心部分220的宽度，以使中心部分220和波导100形成的模场分布和光纤的模场分布更好地匹配。需要说明的是，位于上方的线段为端面耦合器的中心部分宽度与TE模式光信号的损耗之间的关系，位于下方的线段为端面耦合器的中心部分宽度与TM模式光信号的损耗之间的关系。由图可知，当中心部分220的宽度为16微米时，中心部分220和波导形成的模场分布与标准单模光纤的模场分布的匹配度最高，光损耗最小。需要说明的是，光纤的端面尺寸和其模场分布的尺寸并不相同，但两者存在关联关系，光纤的端面尺寸越大，其模场分布的尺寸越大。同理，中心部分220的端面尺寸与其整体形成的模场分布的尺寸也并不相同，但两者存在关联关系，端面尺寸越大，其模场分布的尺寸越大。

继续如图1所示，在本实施例中，衬底层400上设置有掏空结构410，波导100朝向掏空结构410。支撑层300通过薄膜沉积的方式形成，其一部分结构进入掏空结构410，并覆盖中心部分220的下表面，另一部分形成于衬底层400的表面，以增大与衬底层400的接触面积，提升整体结构的稳定性。

在实际操作过程中，为确保支撑层300的材料质量，支撑层300需要分次生长于衬底层400以及第一包覆单元200上，且每次生长的厚度有限。若支撑层300的厚度过薄，即生长的次数过少，无法较好的避免光信号自中心部分220向衬底层400方向泄露，结构强度也较弱。若支撑层300的厚度过厚，即生长的次数过多，最后的形成的支撑层300容易出现因应力等原因造成的破裂问题，严重影响结构的稳定性，并且成本较高。发明人通过大量实验发现，当支撑层300的厚度控制在大于等于10微米，并且，小于等于100微米的范围内时，既可保证支撑层300具有足够的厚度，以减少或避免光信号的泄露问题，又可保证支撑层300无需过多次的生长工艺便可形成，避免支撑层300出现破裂的问题，保证了整体结构的稳定性。

结合图1和图4所示，本申请还公开了一种端面耦合器10的制作方法。

具体的，制作方法包括以下步骤：

步骤S1000：提供衬底层400。

步骤S2000：在衬底层400上形成第一包覆单元200和波导100。其中，第一包覆单元200包裹波导100。此时，整体结构如图5所示。

步骤S3000：翻转整体结构，此时，整体结构如图6所示。

自衬底层400的远离第一包覆单元200的表面向下贯穿形成掏空结构410，第一包覆单元200的至少部分结构通过掏空结构410暴露，并且，波导100朝向掏空结构410。此时，整体结构如图7所示。

步骤S4000：在衬底层400的远离第一包覆单元200的表面以及掏空结构410中形成支撑层300，此时，支撑层300的至少部分结构进入掏空结构410的内部，并抵靠于第一包覆单元200的表面。整体结构如图8所示。

步骤S5000：翻转整体结构，此时，整体结构如图9所示。

在第一包覆单元200上形成两条贯穿的空气槽210。空气槽将第一包覆单元200分割为中心部分220和外围部分230。其中，波导100被中心部分220包裹，沿厚度方向H，位于掏空结构410中的支撑层300的投影覆盖中心部分的投影。此时，整体结构如图1所示。

通过上述步骤可制得上文提及的端面耦合器10，其中，波导100被中心部分220包裹，同时，利用支撑层300隔绝中心部分220和波导100形成的整体直接与折射率较高的衬底层400接触，从而避免光信号向衬底层400中泄露，进而有利于提升光纤到光电子芯片的光信号耦合效率。

进一步的，沿厚度方向H，位于掏空结构410中的支撑层300的投影覆盖空气槽210的投影，并与外围部分230的投影存在重叠部分。通过上述设置，提升支撑层300与第一包覆单元200的接触面积，从而提升整体结构的机械强度。

进一步的，支撑层300可通过多次薄膜沉积工艺形成。通过上述设置，保证端面耦合器10的结构厚度，并且减少或避免光信号向衬底层400中泄露，进而有利于提升光纤到光电子芯片的光信号耦合效率。

在本申请中，所述结构实施例与方法实施例在不冲突的情况下，可以互为补充。

在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”、“若干”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (12)

1.一种端面耦合器，用于耦合光纤，其特征在于，所述端面耦合器包括：

波导，用于定向传导光信号；

第一包覆单元，开设有两条贯穿的空气槽，将所述第一包覆单元分割为中心部分和外围部分，所述中心部分包裹于所述波导的周侧；

支撑层，设置于所述第一包覆单元的下方，并覆盖所述中心部分的下表面，所述支撑层的等效折射率小于第一包覆单元的折射率；

衬底层，所述衬底层设置于所述波导和所述第一包覆单元的下方，并且，所述衬底层上设置有掏空结构，所述波导朝向所述掏空结构；

其中，所述支撑层的至少部分结构进入所述掏空结构，并覆盖所述中心部分的下表面。

2.如权利要求1所述的端面耦合器，其特征在于，所述第一包覆单元和所述支撑层均由单一材料制成，并且，所述支撑层的材料的折射率小于第一包覆单元的材料的折射率。

3.如权利要求1所述的端面耦合器，其特征在于，所述支撑层用于反射光信号，其至少包括第一支撑膜层和第二支撑膜层，所述第一支撑膜层和第二支撑膜层的折射率不同，并且，所述第一支撑膜层和所述第二支撑膜层沿厚度方向交替排布。

4.如权利要求1所述的端面耦合器，其特征在于，所述支撑层覆盖所述空气槽的下表面，并且，所述外围部分的至少部分抵靠于所述支撑层。

5.如权利要求1所述的端面耦合器，其特征在于，所述空气槽的宽度大于所述光信号的波长；和/或，

在所述端面耦合器用于与所述光纤耦合的平面内，所述中心部分和所述波导的模场分布与光纤的模场分布相匹配。

6.如权利要求1所述的端面耦合器，其特征在于，所述支撑层的厚度大于等于10微米，并且，小于等于100微米。

7.如权利要求1所述的端面耦合器，其特征在于，所述端面耦合器还包括包覆层，沿所述波导的延伸方向，所述包覆层包括两个部分，分别为所述第一包覆单元和第二包覆单元，所述第一包覆单元相较于所述第二包覆单元靠近所述端面耦合器的用于耦合光纤的一端。

8.如权利要求7所述的端面耦合器，其特征在于，沿所述波导的延伸方向，所述第一包覆单元的长度大于等于80微米。

9.一种光电子芯片，其特征在于，所述光电子芯片包括集成光子回路和如权利要求1-8中任一项所述的端面耦合器；

其中，所述端面耦合器的远离光纤的一端连接所述集成光子回路。

10.一种端面耦合器的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

提供衬底层；

在所述衬底层上形成第一包覆单元和波导，其中，所述第一包覆单元包裹所述波导；

翻转整体结构，自衬底层的远离第一包覆单元的表面向下贯穿形成掏空结构，所述第一包覆单元的至少部分结构通过所述掏空结构暴露，并且，所述波导朝向所述掏空结构；

在衬底层的远离第一包覆单元的表面以及掏空结构中形成支撑层；

翻转整体结构，并在所述第一包覆单元上形成两条贯穿的空气槽；所述空气槽将所述第一包覆单元分割为中心部分和外围部分，其中，所述波导被所述中心部分包裹，沿厚度方向，位于所述掏空结构中的支撑层的投影覆盖所述中心部分的投影；

其中，所述支撑层的等效折射率小于第一包覆单元的折射率。

11.如权利要求10所述的端面耦合器的制作方法，其特征在于，沿厚度方向，位于所述掏空结构中的所述支撑层的投影覆盖所述空气槽的投影，并与所述外围部分的投影存在重叠部分。

12.如权利要求10所述的端面耦合器的制作方法，其特征在于，所述支撑层可通过多次薄膜沉积工艺形成。

Images