
技术摘要:
本发明公开了一种半导体激光器芯片与LNOI光芯片的异构集成结构,包括镶嵌槽、激光器芯片、SiN锥形结构、LNOI锥形结构、过渡凹槽和LNOI集成光路;镶嵌槽位于SiN锥形结构和LNOI锥形结构中间,激光器芯片通过贴片材料键合在镶嵌槽中,激光器发光端面嵌入双层锥形结构并与 全部
背景技术:
薄膜铌酸锂(LNOI,Lithium Niobate on Insulator)材料是一种新兴集成光电子 芯片材料。与传统LiNbO3体材料相比,具有更强的光约束能力、更高的集成度及更高的电光 调控效率,在集成微波光子领域具有广泛的应用前景。 半导体激光器做为光源,与LNOI光子芯片的芯片集成是该技术领域发展的必然趋 势和需求。然而,针对这样需求,目前还没有相关技术报道。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种高效的半导体激光器芯片与LNOI光芯片的异构集成 结构,实现半导体激光器芯片与LNOI光子芯片的异构集成。 实现本发明目的的技术解决方案为:一种半导体激光器芯片与LNOI光芯片的异构 集成结构,包括镶嵌槽、激光器芯片、SiN锥形结构、LNOI锥形结构、过渡凹槽和LNOI集成光 路; 镶嵌槽位于双层的SiN锥形结构和LNOI锥形结构中,激光器芯片键合在镶嵌槽中, 并与双层锥形结构对准,且在对准端面设置折射率匹配胶、增透膜;双层的SiN锥形结构和 LNOI锥形结构外侧为挖空结构; LNOI集成光路嵌于SiO2包层中,所述SiO2包层包括SiO2上包层和SiO2下包层,SiO2 下包层位于衬底上方,LNOI集成光路位于SiO2下包层上方,LNOI集成光路和LNOI锥形结构 位于同一平面,LNOI锥形结构顶端与LNOI集成光路连接,SiN锥形结构位于LNOI锥形结构上 面,SiN锥形结构、LNOI锥形结构和LNOI集成光路上面统一覆盖一层SiO2上包层,过渡凹槽 底面与衬底上表面共面。 与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:(1)本发明提供了一种半导体激光器 芯片与LNOI光子芯片异构集成的结构,将半导体激光器芯片镶嵌在双层的SiN锥形结构、 LNOI锥形结构中,激光器芯片发光端面嵌入双层的SiN锥形结构和LNOI锥形结构的锥形区 并对准,实现激光器芯片发光模场尺寸的横向压缩和纵向约束,降低激光器芯片与LNOI光 子芯片的耦合损耗,在对准端面加入折射率匹配胶、增透膜进一步降低耦合损耗;(2)本发 明将双层的SiN锥形结构和LNOI锥形结构两侧挖空,实现双层的SiN锥形结构、LNOI锥形结 构和空气包层的大折射率差,提高光约束作用,降低锥形结构侧面辐射和散射,且强的光约 束作用可使LNOI锥形结构顶端输出光模场尺寸小于LNOI集成光路中的光模场尺寸,有效降 低LNOI锥形结构与LNOI集成光路的光耦合损耗。 3 CN 111585166 A 说 明 书 2/3 页 附图说明 图1为本发明一种半导体激光器芯片与LNOI光子芯片异构集成结构的俯视图。 图2为本发明一种半导体激光器芯片与LNOI光子芯片异构集成结构的剖面图。 图3为LNOI脊型波导结构示意图。 图4为LNOI矩形波导结构示意图。