一种波导阵列型高分辨光谱检测芯片的制作方法

技术特征：
1.一种波导阵列型高分辨光谱检测芯片，其特征在于，包括光纤
‑
波导耦合装置(20)、星型耦合器(30)、等间距等长度差波导重排结构(40)、级联型长度重排结构(50)和间距重排结构(60)，所述级联型长度重排结构(50)和间距重排结构(60)组成长度间距重排单元；其中：所述光纤
‑
波导耦合装置(20)的波导端口与星型耦合器(30)的输入端相连；所述星型耦合器(30)的输出端具有n条呈星状分布的锥形波导(33)，n≥2，n条锥形波导(33)输出端的宽度相等，信号光以等相位耦合进多路星状分布的锥形波导(33)内；所述星型耦合器(30)的n条锥形波导(33)的输出端与等间距等长度差波导重排结构(40)的输入端相连；所述等间距等长度差波导重排结构(40)将星状分布的波导阵列调整成等间距等长度差的平行波导阵列结构；所述等间距等长度差波导重排结构(40)的输出端与长度间距重排单元相连，其中，所述级联型长度重排结构(50)被设置成增大或减小平行波导阵列结构中相邻波导间的长度差，且所述级联型长度重排结构(50)为一个或相互级联多个；所述间距重排结构(60)被设置成增大或减小平行波导阵列结构中相邻波导的间距；所述长度间距重排单元的输出即为波导阵列型高分辨光谱探测芯片的输出，其输出端面为等间隔且相位等差增长的光束阵列，不同波长以不同的发射角输出。2.根据权利要求1所述的波导阵列型高分辨光谱探测芯片，其特征在于，所述星型耦合器(30)包括输入波导(31)、自由传播区域(32)和锥形波导(33)，所述光纤
‑
波导耦合装置(20)的波导端口与星型耦合器(30)的输入波导(31)一端相连。3.根据权利要求2所述的波导阵列型高分辨光谱探测芯片，其特征在于，所述等间距等长度差波导重排结构(40)包括直波导a1(41)、弧形波导r1(42)和直波导a2(43)，所述星型耦合器(30)的n条锥形波导(33)的输出端与等间距等长度差波导重排结构(40)的n条直波导a1(41)的输入端相连。4.根据权利要求3所述的波导阵列型高分辨光谱探测芯片，其特征在于，所述等间距等长度差波导重排结构(40)的输出端与级联型长度重排结构(50)的输入端相连；所述级联型长度重排结构(50)的输出端与间距重排结构(60)的输入端相连。5.根据权利要求4所述的波导阵列型高分辨光谱探测芯片，其特征在于，所述级联型长度重排结构(50)包括直波导b1(51)、半圆波导r2(52)、直波导b2(53)，所述等间距等长度差波导重排结构(40)的n条直波导a2(43)的输出端与级联型长度重排结构(50)的n条直波导b1(51)的输入端相连；当所述级联型长度重排结构(50)设置有多个时，还包括半圆波导r3(54)，通过半圆波导r3(54)使相邻级联型长度重排结构(50)相互级联。6.根据权利要求5所述的波导阵列型高分辨光谱探测芯片，其特征在于，所述级联型长度重排结构(50)通过等差增大或减小n条直波导b1(51)和n条直波导b2(53)的长度使n条波导间的长度差以等差数列增大或减小。7.根据权利要求1或5或6所述的波导阵列型高分辨光谱探测芯片，其特征在于，所述级联型长度重排结构(50)通过多次级联使n条波导间的长度差等比增大或减小。8.根据权利要求5所述的波导阵列型高分辨光谱探测芯片，其特征在于，所述间距重排结构(60)包括依次连接的弧形波导r4(61)和直波导c(62)，所述级联型长度重排结构(50)的n条直波导b2(53)的输出端与间距重排结构(60)的n条具有不同曲率半径的弧形波导r4
(61)的输入端相连。9.根据权利要求1所述的波导阵列型高分辨光谱探测芯片，其特征在于，还包括芯层(70)，所述芯层(70)的材料包括二氧化硅、硅、氮化硅和聚合物的一种或多种；所述锥形波导(33)的输入端宽度的最大值与芯层(70)的材料相关，宽度最大不超过200um。10.根据权利要求1所述的波导阵列型高分辨光谱探测芯片，其特征在于，所述级联型长度重排结构(50)单次增加或减小的长度差不超过制作芯片所用晶圆直径的2倍；所述间距重排结构(60)增大或减小平行波导阵列结构中相邻波导的间距的最大值不超过制作芯片所用晶圆的直径。

技术总结
本发明公开了一种波导阵列型高分辨光谱检测芯片，包括光纤


技术研发人员：林栋 朱壮壮 何晋平
受保护的技术使用者：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所
技术研发日：2021.10.13
技术公布日：2021/12/14