垂直耦合采用光柵耦合器，器件尺寸較小，但插損較端面耦合大，帶寬小，目前主要處于實驗室研究階段。光柵耦合技術是表面垂直方向的光學接口設計，光柵耦合器是通過布拉格衍射效應實現光纖與硅基波導高效互連的核心組件。其原理基于周期性光柵結構，利用光柵方程匹配光纖模場與硅波導亞微米級模場，使光信號垂直耦合至芯片表面而非端面。通過絕熱錐形波導橫向漸變調整光斑尺寸，結合切趾光柵優化衍射方向性和模式重疊，可降低插入損耗。光柵耦合器的器件尺寸較小，制作工藝簡單，但是存在帶寬小，耦合損耗相對較大的缺點，目前主要在實驗室研發改進階段。