光耦合结构、系统及光耦合结构的制备方法与流程

本发明涉及光纤通信与集成光学技术领域，尤其是涉及一种光耦合结构、系统及光耦合结构的制备方法。

背景技术：

传统的铌酸锂器件采用高温质子交换等工艺制备，具有器件体积大、工艺一致性差等缺陷。铌酸锂刻蚀工艺的出现，使得利用光刻与刻蚀等工艺在铌酸锂晶片上集成多个光学功能器件成为可能。

在实际应用中，铌酸锂光波导的截面积在平方微米量级，而单模光纤的截面积在百平方微米量级，由于铌酸锂光波导的截面积与单模光纤的截面积不在一个量级上，会使得铌酸锂光波导与单模光纤间的模场不匹配。进而导致铌酸锂光波导与单模光纤间的耦合效率低的问题。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明的目的在于提供一种光耦合结构、系统及光耦合结构的制备方法，以缓解现有技术中的铌酸锂光波导与单模光纤间的耦合效率低的技术问题。

(二)技术方案

第一方面，本发明实施例提供了一种光耦合结构，包括：

基底；

形成于所述基底上的铌酸锂光波导；

形成于所述铌酸锂光波导的周壁上、且包裹所述铌酸锂光波导的二氧化硅芯层；

形成于所述二氧化硅芯层的周壁上、且包裹所述二氧化硅芯层的二氧化硅包层。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述二氧化硅芯层的端面为矩形或梯形，所述二氧化硅芯层的端面面积的取值范围为数十平方微米至数百平方微米。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括：粘接剂；

所述粘接剂设置在所述二氧化硅芯层和所述二氧化硅包层的在光的传输方向上的端面上，所述粘接剂的折射率与所述二氧化硅芯层的折射率的差值小于0.5。

第二方面，本发明实施例还提供了一种光耦合系统，包括：第一单模光纤、第二单模光纤和如第一方面中任一项所述的光耦合结构；

所述光耦合结构的第一端和所述第一单模光纤连接，所述光耦合结构的第二端和所述第二单模光纤连接，所述第一端和所述第二端均位于光的传输方向上。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述二氧化硅芯层和所述二氧化硅包层间的折射率差为δn，所述单模光纤的芯区和所述单模光纤的包层间的折射率差为δn’，δn-δn’＜0.5。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述铌酸锂光波导包括位于中间的长方体波导与分别位于所述长方体波导两端的第一四棱柱波导和第二四棱柱波导；

所述第一四棱柱波导靠近所述第一端，所述第一四棱柱波导的远离所述第一单模光纤的端面和所述长方体波导的端面连接，所述第一四棱柱波导的靠近所述第一单模光纤的端面与所述第一端之间的距离大于0，所述第一四棱柱波导的截面尺寸沿远离所述第一单模光纤至靠近所述第一单模光纤的方向逐渐变小；

所述第二四棱柱波导靠近所述第二端，所述第二四棱柱波导的远离所述第二单模光纤的端面和所述长方体波导的端面连接，所述第二四棱柱波导的靠近所述第二单模光纤的端面与所述第二端之间的距离大于0，所述第二四棱柱波导的截面尺寸沿远离所述第二单模光纤至靠近所述第二单模光纤的方向逐渐变小。

第三方面，本发明实施例还提供了一种光耦合结构的制备方法，包括：

步骤s101：准备基底；

步骤s102：在所述基底上形成铌酸锂光波导；

步骤s103：在所述铌酸锂光波导的周壁上形成包裹所述铌酸锂光波导的二氧化硅芯层；

步骤s104：在所述二氧化硅芯层的周壁上形成包裹所述二氧化硅芯层的二氧化硅包层。

结合第三方面，本发明实施例提供了第三方面的第一种可能的实施方式，其中，所述基底自下向上依次包括：石英衬底层、埋层二氧化硅和铌酸锂薄膜层，所述在所述基底上形成铌酸锂光波导，包括：

利用光刻刻蚀所述铌酸锂薄膜层，形成所述铌酸锂光波导。

结合第三方面，本发明实施例提供了第三方面的第二种可能的实施方式，其中，在所述铌酸锂光波导的周壁上形成包裹所述铌酸锂光波导的二氧化硅芯层，包括：

在步骤s102制出的结构上形成盖层二氧化硅；

对所述盖层二氧化硅进行平整化处理；

在经过平整化处理后的盖层二氧化硅上，利用光刻刻蚀去除部分所述盖层二氧化硅与部分所述埋层二氧化硅，刻蚀至所述石英衬底层的上方，经过刻蚀后的盖层二氧化硅和经过刻蚀后的埋层二氧化硅形成所述二氧化硅芯层，所述二氧化硅芯层在光的传输方向上的长度大于所述铌酸锂光波导在光的传输方向上的长度。

结合第三方面，本发明实施例提供了第三方面的第三种可能的实施方式，其中，在所述二氧化硅芯层的周壁上形成包裹所述二氧化硅芯层的二氧化硅包层，包括：

在步骤s103制出的结构上形成顶层二氧化硅，所述顶层二氧化硅和所述石英衬底层形成所述二氧化硅包层，所述二氧化硅芯层在光的传输方向上的长度等于所述二氧化硅包层在光的传输方向上的长度。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明提供的光耦合结构、系统及光耦合结构的制备方法具有以下有益效果：

(1)本发明中，光耦合结构包括形成于铌酸锂光波导的周壁上、且包裹铌酸锂光波导的二氧化硅芯层；及形成于二氧化硅芯层的周壁上、且包裹二氧化硅芯层的二氧化硅包层，由于二氧化硅芯层的端面面积大于铌酸锂光波导的截面积，所以，二氧化硅芯层的端面面积与单模光纤的截面积更加接近，可以减少由于模场不匹配而导致的光损耗问题，因此，可以缓解现有技术中存在的铌酸锂光波导与单模光纤间的耦合效率低的技术问题，达到提高铌酸锂光波导与单模光纤间的耦合效率的技术效果。

(2)本发明中，二氧化硅芯层的端面为矩形或梯形，二氧化硅芯层的端面面积的取值范围为数十平方微米至数百平方微米，二氧化硅芯层和二氧化硅包层间的折射率差为δn，单模光纤的芯区和单模光纤的包层间的折射率差为δn’，δn-δn’＜0.5，所以，使得光耦合结构与单模光纤的模场匹配，减少由于模式突变带来的模式失配损耗，因此，可以缓解现有技术中存在的铌酸锂光波导与单模光纤间的耦合效率低的技术问题，达到提高铌酸锂光波导与单模光纤间的耦合效率的技术效果。

(3)本发明中，光耦合结构还包括：粘接剂，粘接剂设置在二氧化硅芯层和二氧化硅包层的在光的传输方向上的端面上，粘接剂的折射率与二氧化硅芯层的折射率的差值小于0.5，所以，光从光耦合结构耦合到单模光纤的过程中，可以减少由于折射率突变带来的菲涅尔反射损耗，因此，可以缓解现有技术中存在的铌酸锂光波导与单模光纤间的耦合效率低的技术问题，达到提高铌酸锂光波导与单模光纤间的耦合效率的技术效果。

(4)本发明中，第一四棱柱波导的截面尺寸沿远离第一单模光纤至靠近第一单模光纤的方向逐渐变小；第二四棱柱波导的截面尺寸沿远离第二单模光纤至靠近第二单模光纤的方向逐渐变小，使得光场可以缓慢地从铌酸锂光波导中过渡到二氧化硅波导中，减少过渡过程中的光损耗，因此，可以缓解现有技术中存在的铌酸锂光波导与单模光纤间的耦合效率低的技术问题，达到提高铌酸锂光波导与单模光纤间的耦合效率的技术效果。

(5)本发明中，利用光刻刻蚀工艺得到光耦合结构，避免由于现有技术中利用高温质子交换工艺制备铌酸锂器件而导致的工艺难度高及器件一致性差的问题，因此，可以降低制备光耦合结构的工艺难度，提高光耦合结构的一致性。

(6)本发明中，在制备光耦合结构的过程中，未使用光栅，所以可以避免由于现有技术中使用光栅制备光耦合结构而导致的对光偏振态敏感的问题，因此，可以得到对光偏振态不敏感的光耦合结构，降低了工作人员使用光耦合结构的时间，提高工作人员的使用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的光耦合结构的制备方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的铌酸锂光波导制成前的基底的正视图；

图3为本发明实施例提供的铌酸锂光波导制成后的基底的正视图；

图4为本发明实施例提供的铌酸锂光波导制成后的基底的俯视图；

图5为本发明实施例提供的二氧化硅芯层制成前的二氧化硅波导的正视图；

图6为本发明实施例提供的二氧化硅芯层制成后的二氧化硅波导的正视图；

图7为本发明实施例提供的二氧化硅芯层制成后的二氧化硅波导的俯视图；

图8为本发明实施例提供的光耦合结构的正视图；

图9为本发明实施例提供的光耦合系统的第一种俯视图；

图10为本发明实施例提供的光耦合系统的第二种俯视图；

图11为本发明实施例提供的光耦合系统的第三种俯视图；

图12为本发明实施例提供的光耦合系统的第四种俯视图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的一种光耦合结构、系统及光耦合结构的制备方法，可以缓解现有技术中存在的铌酸锂光波导与单模光纤间的耦合效率低的技术问题，达到提高铌酸锂光波导与单模光纤间的耦合效率的技术效果。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种光耦合结构的制备方法进行详细介绍，如图1所示，光耦合结构的制备方法可以包括以下步骤。

步骤s101：准备基底。

其中，如图2所示，所述基底自下向上可以依次包括：石英衬底层11、埋层二氧化硅12和铌酸锂薄膜层13。石英衬底层11的材料组分可以为纯二氧化硅，或者可以为掺杂二氧化硅。石英衬底层11可以起到支撑整个光耦合结构的作用。埋层二氧化硅12可以为调整淀积(沉积)工艺的淀积二氧化硅，埋层二氧化硅12的材料组分可以为纯二氧化硅，或者可以为掺杂二氧化硅。铌酸锂薄膜层13可以通过特殊工艺键和到埋层二氧化硅12上。铌酸锂薄膜层13的材料组分可以为纯净的铌酸锂，或者可以为掺杂铌酸锂材料。

进一步的，石英衬底层11对于1550纳米波长的光的折射率范围约为1.4～1.6。埋层二氧化硅12对于1550纳米波长的光的折射率范围约为1.4～1.6。

需要注意的是，埋层二氧化硅12的折射率高于石英衬底层11的折射率。

步骤s102：在所述基底上形成铌酸锂光波导。

其中，步骤s102可以包括：如图3所示，利用光刻刻蚀所述铌酸锂薄膜层13，形成所述铌酸锂光波导14。如图4所示，所述铌酸锂光波导14可以包括位于中间的长方体波导15与分别位于所述长方体波导15两端的第一四棱柱波导161和第二四棱柱波导162。

步骤s103：在所述铌酸锂光波导的周壁上形成包裹所述铌酸锂光波导的二氧化硅芯层。

优选的，所述二氧化硅芯层的端面为矩形或梯形，所述二氧化硅芯层的端面面积的取值范围为数十平方微米至数百平方微米。

其中，所述在所述铌酸锂光波导的周壁上形成包裹所述铌酸锂光波导的二氧化硅芯层，可以包括以下步骤：

如图5所示，在步骤s102制出的结构上形成盖层二氧化硅17。

示例性的，盖层二氧化硅17可以为通过淀积(沉积)工艺形成的纯二氧化硅，或者掺杂二氧化硅。盖层二氧化硅17覆盖在铌酸锂光波导14上面。盖层二氧化硅17的折射率与石英衬底层11的折射率的差值可以设置在10％以内。具体的，盖层二氧化硅17对于1550纳米波长的光的折射率范围约为1.4～1.6。

具体的，可以采用等离子增强化学气相沉积pecvd工艺方法形成盖层二氧化硅17，利用硅烷与一氧化氮在350摄氏度反应生成二氧化硅，反应方程式如下：sih4(气态)+2n2o(气态)-sio2(固态)+2n2(气态)+2h2(气态)。

对所述盖层二氧化硅17进行平整化处理。

示例性的，可以利用化学机械抛光对所述盖层二氧化硅进行平整化处理。

如图6所示，在经过平整化处理后的盖层二氧化硅上，利用光刻刻蚀去除部分所述盖层二氧化硅与部分所述埋层二氧化硅，刻蚀至所述石英衬底层11的上方，经过刻蚀后的盖层二氧化硅19和经过刻蚀后的埋层二氧化硅18形成所述二氧化硅芯层。如图7所示，二氧化硅芯层将铌酸锂光波导14完全包裹。

具体的，在盖层二氧化硅上涂覆光刻胶后，利用掩膜版进行曝光和显影，将掩膜版图形转移到光刻胶上。然后通过刻蚀将光刻胶图形转移到盖层二氧化硅上。选择cf4与h2的混合气体作为二氧化硅的刻蚀气体，其中h2在混合气体内的含量为混合气体体积的50％，该组分的cf4/h2混合气体对二氧化硅和硅的选择比超过40∶1，刻蚀选择性较好。在等离子体环境中，cf4可以产生氟原子，氟原子与二氧化硅发生反应，从而刻蚀二氧化硅，反应方程式如下：

cf4+e--cf3+f+e-

4f(自由基)+sio2(固态)-sif4(气态)+o2(气态)

其中，h2的作用是降低cf4与硅的反应速率，提高cf4对二氧化硅和硅的选择刻蚀比。该刻蚀过程一直刻蚀到石英衬底层上方。

需要注意的是，埋层二氧化硅的折射率可以等于盖层二氧化硅的折射率，埋层二氧化硅的折射率也可以与盖层二氧化硅的折射率相近。盖层二氧化硅的折射率高于石英衬底层的折射率。要得到满足条件的盖层二氧化硅的折射率，可以通过在化学方法：sih4(气态)+2n2o(气态)-sio2(固态)+2n2(气态)+2h2(气态)中调整sih4与2n2o两种气体比例实现，也可以通过掺杂实现。若埋层二氧化硅的折射率等于盖层二氧化硅的折射率，那么可以将埋层二氧化硅的折射率确定为二氧化硅芯层的折射率。若埋层二氧化硅的折射率与盖层二氧化硅的折射率相近，那么可以将埋层二氧化硅的折射率与盖层二氧化硅的折射率的均值确定为二氧化硅芯层的折射率。

其中，所述二氧化硅芯层在光的传输方向上的长度大于所述铌酸锂光波导在光的传输方向上的长度。也就是说，二氧化硅芯层不仅完全将铌酸锂光波导包裹住，而且二氧化硅芯层的末端部分没有包裹铌酸锂光波导，二氧化硅芯层的末端部分完全为二氧化硅波导。

步骤s104：在所述二氧化硅芯层的周壁上形成包裹所述二氧化硅芯层的二氧化硅包层。

其中，如图8所示，所述在所述二氧化硅芯层的周壁上形成包裹所述二氧化硅芯层的二氧化硅包层，包括：在步骤s103制出的结构上形成顶层二氧化硅20，所述顶层二氧化硅20和所述石英衬底层11形成所述二氧化硅包层，所述二氧化硅芯层在光的传输方向上的长度等于所述二氧化硅包层在光的传输方向上的长度。

示例性的，顶层二氧化硅20可以为通过淀积(沉积)工艺形成的纯二氧化硅，或者掺杂二氧化硅。具体的，顶层二氧化硅20可以为调整淀积工艺的淀积二氧化硅。具体的，顶层二氧化硅20对于1550纳米波长的光的折射率范围约为1.4～1.6。

需要注意的是，顶层二氧化硅的折射率可以等于石英衬底层的折射率，顶层二氧化硅的折射率也可以与石英衬底层的折射率相近。顶层二氧化硅的折射率低于埋层二氧化硅的折射率。顶层二氧化硅的折射率低于盖层二氧化硅的折射率。顶层二氧化硅的折射率与石英衬底层的折射率均低于二氧化硅芯层的折射率。若顶层二氧化硅的折射率等于石英衬底层的折射率，那么可以将顶层二氧化硅的折射率确定为二氧化硅包层的折射率。若顶层二氧化硅的折射率与石英衬底层的折射率相近，那么可以将顶层二氧化硅的折射率与石英衬底层的折射率的均值确定为二氧化硅包层的折射率。

在所述铌酸锂光波导的周壁上形成包裹所述铌酸锂光波导的二氧化硅芯层，在所述二氧化硅芯层的周壁上形成包裹所述二氧化硅芯层的二氧化硅包层，由于二氧化硅芯层的端面面积大于铌酸锂光波导的截面积，所以，二氧化硅芯层的端面面积与单模光纤的截面积更加接近，可以减少由于模场不匹配而导致的光损耗问题，因此，可以缓解现有技术中存在的铌酸锂光波导与单模光纤间的耦合效率低的技术问题，达到提高铌酸锂光波导与单模光纤间的耦合效率的技术效果。

利用光刻刻蚀工艺得到光耦合结构，避免由于现有技术中利用高温质子交换工艺制备铌酸锂器件而导致的工艺难度高及器件一致性差的问题，因此，可以降低制备光耦合结构的工艺难度，提高光耦合结构的一致性；

在制备光耦合结构的过程中，未使用光栅，所以可以避免由于现有技术中使用光栅制备光耦合结构而导致的对光偏振态敏感的问题，因此，可以得到对光偏振态不敏感的光耦合结构，降低了工作人员使用光耦合结构的时间，提高工作人员的使用效率。

在本发明的又一实施例中，对本发明实施例所公开的一种光耦合结构进行详细介绍，光耦合结构包括：

基底。

其中，如图2所示，所述基底自下向上可以依次包括：石英衬底层11、埋层二氧化硅12和铌酸锂薄膜层13。

形成于所述基底上的铌酸锂光波导。

其中，如图3和图4所示，所述铌酸锂光波导14可以包括位于中间的长方体波导15与分别位于所述长方体波导15两端的第一四棱柱波导161和第二四棱柱波导162。示例性的，长方体波导15的宽度及高度的取值范围可以为1～20微米。

形成于所述铌酸锂光波导的周壁上、且包裹所述铌酸锂光波导的二氧化硅芯层。

优选的，所述二氧化硅芯层的端面为矩形或梯形，所述二氧化硅芯层的端面面积的取值范围为数十平方微米至数百平方微米。

形成于所述二氧化硅芯层的周壁上、且包裹所述二氧化硅芯层的二氧化硅包层。

本发明实施例中，光耦合结构还可以包括：粘接剂。

所述粘接剂设置在所述二氧化硅芯层和所述二氧化硅包层的在光的传输方向上的端面上，所述粘接剂的折射率与所述二氧化硅芯层的折射率的差值小于0.5。

其中，粘接剂可以用于固定单模光纤与二氧化硅芯层和二氧化硅包层的在光的传输方向上的端面。

进一步的，二氧化硅芯层和二氧化硅包层的在光的传输方向上的端面与单模光纤对准后，可以利用粘接剂进行固定。在对准的过程中，可以先在石英衬底层上刻蚀型槽，然后将单模光纤放置在型槽中，最后可以利用盖板与粘接剂进行固定。本发明实施例中的光耦合结构具有大的光学带宽。

举例说明，图10、图11与图12是在二氧化硅芯层完全包覆铌酸锂光波导的情况下，具有不同的二氧化硅波导末端结构的光耦合结构的示意图。图10为具有宽度不变的末端结构的光耦合结构的示意图，图11为具有宽度沿远离单模光纤至靠近单模光纤的方向逐渐变窄的末端结构的光耦合结构的示意图，图12为具有宽度沿远离单模光纤至靠近单模光纤的方向逐渐变宽的末端结构的光耦合结构的示意图。实际使用中的光耦合结构应包含但不限于这三种情形。

其中，如图10所示，二氧化硅芯层和二氧化硅包层的在光的传输方向上的一个端面通过粘接剂223和单模光纤213连接，另一个端面通过粘接剂224和单模光纤214连接。如图11所示，二氧化硅芯层和二氧化硅包层的在光的传输方向上的一个端面通过粘接剂225和单模光纤215连接，另一个端面通过粘接剂226和单模光纤216连接。如图12所示，二氧化硅芯层和二氧化硅包层的在光的传输方向上的一个端面通过粘接剂227和单模光纤217连接，另一个端面通过粘接剂228和单模光纤218连接。

由于光耦合结构还包括粘接剂，粘接剂设置在二氧化硅芯层和二氧化硅包层的在光的传输方向上的端面上，粘接剂的折射率与二氧化硅芯层的折射率的差值小于0.5，所以，光从光耦合结构耦合到单模光纤的过程中，可以减少由于折射率突变带来的菲涅尔反射损耗，进而可以缓解现有技术中存在的铌酸锂光波导与单模光纤间的耦合效率低的技术问题，有利于进一步提高铌酸锂光波导与单模光纤间的耦合效率。

在本发明的又一实施例中，对本发明实施例所公开的一种光耦合系统进行详细介绍，光耦合系统可以包括：第一单模光纤、第二单模光纤和如上述实施例所述的光耦合结构。

所述光耦合结构的第一端和所述第一单模光纤连接，所述光耦合结构的第二端和所述第二单模光纤连接，所述第一端和所述第二端均位于光的传输方向上。

如图9所示，所述光耦合结构的第一端231可以通过粘接剂221和所述第一单模光纤211连接，所述光耦合结构的第二端232可以通过粘接剂222和所述第二单模光纤212连接。

优选的，所述二氧化硅芯层和所述二氧化硅包层间的折射率差为δn，所述单模光纤的芯区和所述单模光纤的包层间的折射率差为δn’，δn-δn’＜0.5。

其中，如图9所示，所述铌酸锂光波导可以包括位于中间的长方体波导15与分别位于所述长方体波导15两端的第一四棱柱波导161和第二四棱柱波导162。

优选的，所述第一四棱柱波导161靠近所述第一端231，所述第一四棱柱波导161的远离所述第一单模光纤211的端面和所述长方体波导15的端面连接，所述第一四棱柱波导161的靠近所述第一单模光纤211的端面与所述第一端231之间的距离大于0，所述第一四棱柱波导161的截面尺寸沿远离所述第一单模光纤211至靠近所述第一单模光纤211的方向逐渐变小。所述第二四棱柱波导162靠近所述第二端232，所述第二四棱柱波导162的远离所述第二单模光纤212的端面和所述长方体波导15的端面连接，所述第二四棱柱波导162的靠近所述第二单模光纤212的端面与所述第二端232之间的距离大于0，所述第二四棱柱波导162的截面尺寸沿远离所述第二单模光纤212至靠近所述第二单模光纤212的方向逐渐变小。

其中，第一四棱柱波导161的靠近第一单模光纤211的端面与远离第一单模光纤211的端面之间的垂直距离大于0.5微米。第二四棱柱波导162的靠近第二单模光纤212的端面与远离第二单模光纤212的端面之间的垂直距离大于0.5微米。

优选的，为保证单模式传输，长方体波导15的宽度及高度的优选取值范围可以为1～1.5微米。第一四棱柱波导161的靠近第一单模光纤211的端面与远离第一单模光纤211的端面之间的垂直距离可以为200微米。第二四棱柱波导162的靠近第二单模光纤212的端面与远离第二单模光纤212的端面之间的垂直距离可以为200微米，以使得光场可以缓慢地从铌酸锂光波导中过渡到后面将要形成的二氧化硅波导中。

所述二氧化硅芯层的端面为矩形或梯形，所述二氧化硅芯层的端面面积的取值范围为数十平方微米至数百平方微米，所述二氧化硅芯层和所述二氧化硅包层间的折射率差与单模光纤的芯区和包层间的折射率差的差值小于0.5，使得光耦合结构与单模光纤的模场匹配，减少由于模式突变带来的模式失配损耗，因此，可以缓解现有技术中存在的铌酸锂光波导与单模光纤间的耦合效率低的技术问题，有利于进一步提高铌酸锂光波导与单模光纤间的耦合效率。

第一四棱柱波导的截面尺寸沿远离第一单模光纤至靠近第一单模光纤的方向逐渐变小；第二四棱柱波导的截面尺寸沿远离第二单模光纤至靠近第二单模光纤的方向逐渐变小，使得光场可以缓慢地从铌酸锂光波导中过渡到二氧化硅波导中，减少过渡过程中的光损耗，因此，可以缓解现有技术中存在的铌酸锂光波导与单模光纤间的耦合效率低的技术问题，有利于进一步提高铌酸锂光波导与单模光纤间的耦合效率。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。