一种硅基光电子芯片及电子设备.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115877505A(43)申请公布日2023.03.31(21)申请号202310017831.9(22)申请日2023.01.06(71)申请人之江实验室地址311121浙江省杭州市余杭区之江实验室南湖总部(72)发明人王震唐伟杰张瑾储涛(74)专利代理机构北京博思佳知识产权代理有限公司11415专利代理师陈蕾(51)Int.Cl.G02B6/12(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种硅基光电子芯片及电子设备(57)摘要本说明书公开了一种硅基光电子芯片及电子设备。针对任意两个相邻的光子系统，将其中一个光子系统作为第一光子系统，将另一个光子系统作为第二光子系统，第一光子系统与第一光子系统对应的光波导的一端相连接，第一光子系统对应的光波导的另一端连接空间折射结构的一端，空间折射结构的另一端连接第二光子系统对应的光波导的一端，第二光子系统对应的光波导的另一端与第二光子系统相连接，以使第一光子系统输出的光束，经过第一光子系统对应的光波导，通过空间折射结构，进入第二光子系统对应的光波导，输入到第二光子系统中，以连通第一光子系统与第二光子系统。本方法可以制造出更大规模的硅基光电子芯片。CN115877505ACN115877505A权利要求书1/2页1.一种硅基光电子芯片，其特征在于，包括：设置在同一硅材料平板层的若干个光子系统、若干个光波导、若干个空间折射结构；针对任意两个相邻的光子系统，将其中一个光子系统作为第一光子系统，将另一个光子系统作为第二光子系统，所述第一光子系统与所述第一光子系统对应的光波导的一端相连接，所述第一光子系统对应的光波导的另一端连接所述空间折射结构的一端，所述空间折射结构的另一端连接所述第二光子系统对应的光波导的一端，所述第二光子系统对应的光波导的另一端与所述第二光子系统相连接，以使所述第一光子系统输出的光束，经过所述第一光子系统对应的光波导，通过所述空间折射结构，进入第二光子系统对应的光波导，输入到所述第二光子系统中，以连通所述第一光子系统与所述第二光子系统。2.如权利要求1所述的硅基光电子芯片，其特征在于，所述空间折射结构包括：第一平面透镜结构、第二平面透镜结构以及硅平板保留区域；所述第一光子系统与所述第一光子系统对应的光波导的一端相连接，所述第一光子系统对应的光波导的另一端连接所述第一平面透镜结构的一端，所述第一平面透镜结构的另一端连接所述硅平板保留区域的一面，所述硅平板保留区域的另一面连接所述第二平面透镜结构的一端，所述第二平面透镜结构的另一端连接所述第二光子系统对应的光波导的一端，所述第二光子系统对应的光波导的另一端与所述第二光子系统相连接，以使所述第一光子系统输出的光束，经过所述第一光子系统对应的光波导，通过所述第一平面透镜结构进行扩束准直后，穿过硅平板保留区域，传输到所述第二平面透镜结构中，并通过所述第二平面透镜结构进行缩束后，输入到所述第二光子系统中，连通所述第一光子系统与所述第二光子系统。3.如权利要求2所述的硅基光电子芯片，其特征在于，所述第一平面透镜结构内部刻蚀有第一透镜、第二透镜；所述第一透镜与所述第一光子系统对应的光波导之间的距离为所述第一透镜对应的第一焦距，所述第二透镜与所述硅平板保留区域之间的距离为所述第二透镜对应的第二焦距，所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离为所述第一焦距与所述第二焦距之和；所述第一平面透镜结构与所述第二平面透镜结构的结构相同，所述第二平面透镜结构中的第一透镜与所述第二光子系统对应的光波导之间的距离为所述第一焦距，所述第二平面透镜结构中的第二透镜与所述硅平板保留区域之间的距离为所述第二焦距。4.如权利要求3所述的硅基光电子芯片，其特征在于，所述第一透镜中设有第一设定尺寸的凹透镜形状的刻蚀区域；所述第二透镜中设有第二设定尺寸的凹透镜形状的刻蚀区域。5.如权利要求3所述的硅基光电子芯片，其特征在于，所述第一平面透镜结构的光束直径放大倍数为所述第二焦距除以所述第一焦距得到的商；所述第二平面透镜结构的光束直径缩小倍数为所述第二焦距除以所述第一焦距得到的商。6.如权利要求3所述的硅基光电子芯片，其特征在于，所述第一透镜中设有第一设定数量的圆形的非刻蚀区域，且所述第一透镜中的中间区域的圆形的数量大于两端区域的圆形的数量；所述第二透镜中设有第二设定数量的圆形的非刻蚀区域，且所述第二透镜中的中间区2CN115877505A权利要求书2/2页域的圆形的数量大于两端区域的圆形的数量。7.如权利要求1所述的硅基光电子芯片，其特征在于，所述空间折射结构设有预先设定的刻蚀深度，所述刻蚀深度用于控制所述空间折射结构内的各透镜的焦距和光束的传输损耗。8.如权利要求1所述的硅基光电子芯片，其特征在