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申请/专利权人：合肥芯智华光子科技有限公司

摘要：本发明公开了一种质子交换波导和脊波导结合的铌酸锂薄膜模斑转换器，包括衬底，衬底上设有二氧化硅绝缘层，二氧化硅绝缘层上设有铌酸锂薄膜层，铌酸锂薄膜层分为三个直线分布的区域，其中第一个区域通过质子交换方法和减薄处理形成宽度渐变的双层质子交换波导，并设有包覆双层质子交换波导的上覆二氧化硅包层；第二个区域通过质子交换方法成型有宽度渐变的过渡质子交换波导；第三个区域刻蚀成型有宽度渐变的铌酸锂脊波导。本发明可有效提高光耦合效率，能够实现较好的模式匹配，提高了光芯片与光纤的耦合效率，减小了耦合损耗。

主权项：1.质子交换波导和脊波导结合的铌酸锂薄膜模斑转换器，包括衬底1，衬底1上设有二氧化硅绝缘层2，二氧化硅绝缘层2上设有铌酸锂薄膜层3，其特征在于，所述铌酸锂薄膜层3分为三个直线分布的区域，其中第一个区域4通过质子交换方法成型有质子交换波导后再整体减薄处理，以形成双层质子交换波导，其中下层质子交换波导17嵌于减薄后的第一个区域4中，上层质子交换波导11位于下层质子交换波导17上并高于减薄后的第一个区域4顶面，并且减薄后的第一个区域4上还设有包覆下层质子交换波导17、上层质子交换波导11的上覆二氧化硅包层10；所述下层质子交换波导17、上层质子交换波导11的宽度分别沿各自自身光传输方向逐渐增大，下层质子交换波导17长度大于上层质子交换波导11，下层质子交换波导17宽度最大处的宽度大于上层质子交换波导11宽度最大处的宽度，下层质子交换波导17宽度最小处的宽度小于或等于上层质子交换波导11宽度最小处的宽度；第二个区域5通过质子交换方法成型有过渡质子交换波导12，过渡质子交换波导12的宽度沿自身光传输方向逐渐减小，过渡质子交换波导12宽度最大处的宽度大于上层质子交换波导11宽度最大处的宽度、小于所述下层质子交换波导17宽度最大处的宽度，并且过渡质子交换波导12宽度最大处通过的光波模场尺寸与所述下层质子交换波导17、上层质子交换波导11宽度最大处通过的光波模场尺寸匹配；第三个区域6刻蚀成型有铌酸锂脊波导18，所述铌酸锂脊波导18的宽度沿自身光传输方向逐渐减小，铌酸锂脊波导18宽度最大处的宽度大于所述下层质子交换波导17宽度最大处的宽度，并且铌酸锂脊波导18宽度最大处通过的光波模场尺寸与所述过渡质子交换波导12宽度最小处通过的光波模场尺寸匹配；通过下层质子交换波导17的宽度最小处连接接收光纤的光信号，其中部分光信号扩散至上覆二氧化硅包层10，并由上层质子交换波导11引导传输至所述过渡质子交换波导12的宽度最大处，其余光信号通过下层质子交换波导17传输至所述过渡质子交换波导12的宽度最大处，并且通过下层质子交换波导17的光信号由下层质子交换波导17进行光波模场尺寸的压缩，通过上层质子交换波导11由上层质子交换波导11进行光波模场尺寸的压缩；所述过渡质子交换波导12将光信号传输至铌酸锂脊波导18的宽度最大处，并且通过过渡质子交换波导12的光信号由过渡质子交换波导12进行光波模场尺寸的压缩；所述铌酸锂脊波导18将光信号向外输出，并且通过铌酸锂脊波导18的光信号由铌酸锂脊波导18进行光波模场尺寸的压缩。

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