光子器件、交叉波导及其波导层

技术领域

本申请涉及光波导技术领域，具体而言，涉及一种光子器件、交叉波导及其波导层。

背景技术

脊状波导在光子学器件中的使用越来越频繁，相较于矩形波导，脊装波导具有更低的传输传输损耗。并且在一些特殊的应用，脊状波导拥有远好于矩形波导的性能。如在铌酸锂调制器中，脊状波导上能更好使两个电极之间形成的电场积聚在波导材料内部并通过波导，从而大大加强材料与电极产生的电场之间的相互作用。但是，相关技术中由于脊状波导进行光的传输时，能量都集中在脊状波导上，导致脊状波导的损耗较快。

针对相关技术中脊状波导损耗较快的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种光子器件、交叉波导及其波导层，以解决相关技术中脊状波导损耗较快的问题。

为了实现上述目的，第一方面，本申请提供了一种波导层。

根据本申请的波导层包括：平板子层、第一波导以及与所述第一波导相交的第二波导，其中，所述第一波导和所述第二波导均为脊状波导；

所述第一波导和所述第二波导设置在所述平板子层上，且所述平板子层、所述第一波导和所述第二波导为一体式构造。

可选地，所述第一波导和所述第二波导结构相同。

可选地，所述第一波导和所述第二波导相垂直。

可选地，所述脊状波导包括宽条段、两个渐变段和两个窄条段；

所述两个渐变段和所述两个窄条段均对称设置在所述宽宽条段之间，所述渐变段位于所述窄条段和所述宽条段之间，所述宽条段的横截宽度大于所述窄条段的横截宽度，所述渐变段用于连接所述窄条段的一侧宽度等于所述窄条段的横截宽度，所述渐变段用于连接所述宽条段的一侧宽度等于所述宽条段的横截宽度。

可选地，在平行于所述平板子层的截面上，所述窄条段和所述宽条段的形状均为矩形，所述渐变段的宽度为由所述窄条段向所述宽条段方向逐渐加宽。

可选地，所述脊状波导的长条边缘的外表面与所述平板子层之间的夹角大于20度且小于90度。

可选地，所述第一波导的两端和所述第二波导的两端均延伸至所述平板子层的边缘。

第二方面，本申请还提供了一种交叉波导，包括隔离层、衬底层和上述的波导层，所述隔离层的折射率低于所述波导层。

可选地，还包括覆盖层，所述波导层设置在所述隔离层和所述覆盖层之间，所述覆盖层的折射率低于所述波导层，所述第一波导和所述第二波导位于所述平板子层和所述覆盖层之间。

第三方面，本申请还提供了一种光子器件，包括上述的交叉波导。

在本申请实施例中，提供一种波导层，通过设置：平板子层、第一波导以及与所述第一波导相交的第二波导，其中，所述第一波导和所述第二波导均为脊状波导；所述第一波导和所述第二波导设置在所述平板子层上，且所述平板子层、所述第一波导和所述第二波导为一体式构造。这样，通过在第一波导以及与所述第一波导相交的第二波导下设置平板子层，以使光在波导层的传输过程中，能量会主要集中在平板子层上，损耗主要在平板子层上，所述第一波导和所述第二波导均为脊状波导，而脊状波导的损耗更小，而平板子层相对脊状波导的体积更大，使得降低了平板子层和脊状波导的损耗。从而解决相关技术中脊状波导损耗较快的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请实施例提供的一种波导层的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种波导层的截面示意图；

图3是本申请实施例提供的一种波导层的俯视图；

图4是相关技术中交叉波导的能量分布示意图；

图5是本申请实施例提供的一种波导层的能量分布示意图；

图6是本申请实施例提供的一种交叉波导的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“滑动连接”、“固定”、应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

针对相关技术中脊状波导损耗较快问题，如图1至图6所示，本申请实施例提供一种波导层1包括：平板子层11、第一波导12以及与所述第一波导12相交的第二波导13，其中，所述第一波导12和所述第二波导13均为脊状波导；

所述第一波导12和所述第二波导13设置在所述平板子层11上，且所述平板子层11、所述第一波导12和所述第二波导13为一体式构造。

具体的，相关技术中，如图4所示，相关技术中交叉波导的能量分布全部集中在脊状波导上，而在本实施例中，通过在第一波导12以及与所述第一波导12相交的第二波导13下设置平板子层11，且所述平板子层11、所述第一波导12和所述第二波导13为一体式构造，以使光在波导层1的传输过程中，能量会主要集中在平板子层11上，如图5所示，损耗主要在平板子层11上，所述第一波导12和所述第二波导13又均为脊状波导，而脊状波导的损耗更小，而平板子层11相对脊状波导的体积更大，使得降低了平板子层11和脊状波导的损耗。

可选地，所述第一波导12和所述第二波导13结构相同。

需要说明的是，所述第一波导12和所述第二波导13结构的结构还可以不同，所述第一波导12和所述第二波导13的具体尺寸可以根据现有技术中的有限元分析得出。

具体的，所述第一波导12和所述第二波导13相垂直。

具体的，所述脊状波导包括宽条段14、两个渐变段15和两个窄条段16；

所述两个渐变段15和所述两个窄条段16均对称设置在所述宽宽条段14之间，所述渐变段15位于所述窄条段16和所述宽条段14之间，所述宽条段14的横截宽度大于所述窄条段16的横截宽度，所述渐变段15用于连接所述窄条段16的一侧宽度等于所述窄条段16的横截宽度，所述渐变段15用于连接所述宽条段14的一侧宽度等于所述宽条段14的横截宽度。

具体的，在平行于所述平板子层11的截面上，所述窄条段16和所述宽条段14的形状均为矩形，所述渐变段15的宽度为由所述窄条段16向所述宽条段14方向逐渐加宽，其中，渐变段15的该宽度变化可以是线性的，也可以是非线性的。

可选地，所述脊状波导的长条边缘的外表面与所述平板子层11之间的夹角大于20度且小于90度。

具体的，由于脊状波导的长条边缘与平板子层11形成夹角，使得在增加脊状波导的体积基础上，增加脊状波导自身的使用寿命，更加耐损耗，也使得光在波导层1的传输过程中，能量会更加集中在平板子层11上。

具体的，所述第一波导12的两端和所述第二波导13的两端均延伸至所述平板子层11的边缘。

基于相同的技术构思，本申请还提供了一种交叉波导，包括隔离层2、衬底层4和上述的波导层1，隔离层2在衬底层4和波导层1之间，所述隔离层2的折射率低于所述波导层1。

可选地，还包括覆盖层3，所述波导层1设置在所述隔离层2和所述覆盖层3之间，所述覆盖层3的折射率低于所述波导层1，所述第一波导12和所述第二波导13位于所述平板子层11和所述覆盖层3之间。

其中，所示隔离层2的折射率和所述覆盖层3的折射率均低于所述波导层1，使得光在波导层1的传输过程中，光不会穿过所述隔离层2和所述覆盖层3，也不会进入衬底层4中。覆盖层3还可以起到对波导层1进行物理保护的作用。

基于相同的技术构思，本申请还提供了一种光子器件，包括上述的交叉波导。

在本申请实施例中，提供一种波导层1，通过设置：平板子层11、第一波导12以及与所述第一波导12相交的第二波导13；所述第一波导12和所述第二波导13设置在所述平板子层11上，且所述平板子层11、所述第一波导12和所述第二波导13为一体式构造。这样，通过在第一波导12以及与所述第一波导相交的第二波导13下设置平板子层11，以使光在波导层1的传输过程中，能量会主要集中在平板子层11上，损耗主要在平板子层11上，第一波导12和所述第二波导13均为脊状波导，而脊状波导的损耗更小，而平板子层11相对脊状波导的体积更大，使得降低了平板子层和脊状波导的损耗。从而解决相关技术中脊状波导损耗较快的问题。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。