Ⅲ-Ⅴ/Si混合集成波导高效耦合的容差范围

Ⅲ-Ⅴ/Si混合集成的反馈外腔半导体光源及其相关集成器件成为近年来的研究热点,大容差范围是该类器件提高成品率和降低制备成本的有效途径。采用有限差分光束传播法,针对应用于大尺寸Ⅲ-Ⅴ/Si混合集成波导的双锥形耦合器结构进行了仿真,研究了实现高效耦合结构参数容差范围。结果表明,当Ⅲ-Ⅴ材料有源波导中缓冲层厚度为0.5~0.7μm,有源波导锥形区长度为400~800μm,锥形区尖部宽度为0.5~0.55μm,有源波导增益区宽度为2.9~3.1μm,无源波导锥形区的长度超过500μm,有源波导相对于Si波导的偏移量小于1μm时,Ⅲ-Ⅴ/Si混合集成波导的耦合效率均可达到90%以上。研究双锥形Ⅲ-Ⅴ/Si波导高效耦合参数的容差范围可为下一步制备出高效耦合的该类大尺寸混合集成器件提供参考。