Y12T110 广州港科大：偏振无关角度无关的垂直耦合光栅

发布时间：2026-04-20来源：光通信女人

Nvidia、TSMC在选择硅光集成芯片的光纤耦合工艺，优先考虑垂直耦合方式，有利于大规模的生产降低工艺难度，且实现晶圆级检测。

但垂直耦合光栅主要的劣势是耦合性能不如边缘耦合。

一维光栅，有几个性能的劣势，偏振相关，且波长敏感，耦合光纤的耦合角度敏感，存在背向反射噪声。

二维光栅呢，可实现两个偏振态的处理，实现偏振无关，但耦合角度，波长敏感性以及背向反射的劣势依然存在。

Y12T83台积电解决的是波长敏感性的难点。再写一个，香港科技大学在2026OFC的一个结构，解决耦合角度的问题。

~~，香港科技大学是在广州有校区的。

港科大（广州）的这个结构是个“风车”二维结构，偏振无关，且光纤的耦合角度无需倾斜。

先看耦合区域，是在SOI单晶硅层刻蚀二维孔，且沉积多晶硅层做光栅增强，单晶硅与多晶硅的结构分别设计，类似台积电双层二维光栅的单晶硅结构与氮化硅结构。

单晶硅的二维光栅与多晶硅的二维光栅的分布周期不同，打破了“对阵分布特性”，这个是用来抑制背向反射噪声的。

Y8T265 IHP 降低二维光栅的偏振相关损耗，也是同样的原理。

打破周期对称分布，背向反射“干涉增强”被抑制，降低偏振相关损耗，降低耦合损耗。

多晶硅层厚度160nm，多晶硅与单晶硅之间通过氧化硅做薄层隔离，也用于刻蚀停止层，实现单晶硅与多晶硅刻蚀结构分离。

风火轮实现布局小型化设计，且弧面反射结构的设计，还实现光路准直，提高耦合效率。

垂直耦合光栅，还经常用来做多芯光纤的波导多芯光纤与单芯光栅的扇入扇出结构。

现在的多芯光纤2023年开始部署，ITU-T也启动了标准化的研究。产业也有很多扇入扇出结构的讨论。Y9T156 采用多芯光纤做低成本自相干传输路径

用硅光集成芯片做多芯光纤耦合，同样需要考虑倾斜角度与垂直耦合光栅的匹配。通常需要对光纤端面做倾斜研磨。

广州港科大这个结构，也提到用于多芯光纤，无需倾斜研磨角度，且风车结构的紧密布局对于多芯光纤的“芯”间距有很好的匹配度。他们的7芯结构布局

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