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申请/专利权人：南京邮电大学

摘要：本发明公开了一种多层多维光子集成芯片出入光结构，包括置于底部的硅衬底，所述硅衬底的上方具有n层依次叠加的光子集成芯片，并通过前n‑1个堆叠的光子集成芯片用以实现n‑1维水平互联，水平互联的维度数量与光子集成芯片的侧面数量相等；各层光子集成芯片的结构均相同，从下至上依次为下包层、芯层及上包层，所述芯层集成有由输入波导及输出波导构成的出入光光波导结构，且除最顶层外的其余各层光子集成芯片的出入光光波导结构分别朝向各不相同的方向，最顶层光子集成芯片通过顶部设置的表面光栅与其出入光光波导结构连接，通过表面光栅与光纤连接后实现光的输入输出。本发明能够在多个维度实现光纤与光子集成芯片的连接，性能优异。

主权项：1.一种多层多维光子集成芯片出入结构的制备方法，其特征在于：多层多维光子集成芯片出入光结构，包括置于底部的硅衬底，所述硅衬底的上方具有n层依次叠加的光子集成芯片，并通过前n-1个堆叠的光子集成芯片用以实现n-1维水平互联，水平互联的维度数量与光子集成芯片的侧面数量相等；各层光子集成芯片的结构均相同，从下至上依次为下包层、芯层及上包层，所述芯层集成有由输入波导及输出波导构成的出入光光波导结构，且除最顶层外的其余各层光子集成芯片的出入光光波导结构分别朝向各不相同的方向，最顶层光子集成芯片通过顶部设置的表面光栅与其出入光光波导结构连接，通过表面光栅与光纤连接后实现光的输入输出；所述光子集成芯片采用硅和硅基氧化物，连接波导采用聚合物材料，光纤采用单模石英光纤；所述下包层和上包层均采用二氧化硅制成、所述芯层采用硅材料制成；所述光子集成芯片通过输入和输出光波导结构与光纤在水平方向为n-1维耦合互联，并且在垂直方向上为多点式耦合互联；包括如下具体步骤：步骤1，设置硅衬底，所述硅衬底为5mm厚硅晶片，并在其上沉积3µm的等离子体增强化学汽相沉积SiO2以提供底部光学绝缘；在硅衬底上设计出最底层光子集成芯片，所述最底层光子集成芯片包括下包层、芯层及上包层，使用光刻刻蚀得到芯层，并在侧边芯层露出输入和输出波导；用PECVDSiO2包覆芯层得到上包层；使用化学机械抛光CMP工具和KOH和二氧化硅溶液将晶片平面化到波导级别；步骤2，以与最底层相同的方式沉积和图案化一层Si，用PECVDSiO2包覆芯层得到上包层并抛光至波导级别；由此在最底层之上再设计出n-2层与最底层结构相同的光子集成芯片；该n-1层光子集成芯片分别选取各不相同的方向露出输入波导和输出波导；步骤3，在前述步骤中的n-1层光子集成芯片之上再设计出最顶层光子集成芯片，通过在第n-1层光子集成芯片上沉积和图案化一层Si，再进行等离子体增强化学汽相沉积SiO2包覆；所述最顶层光子集成芯片通过其上表面设置的表面光栅连接输入和输出波导；步骤4，在水平方向上，通过控制点胶机，在光纤与波导之间画出一条由粘合剂构成的弯曲波导，实现了光纤与波导的连接。

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百度查询： 南京邮电大学 一种多层多维光子集成芯片出/入光结构及制备方法