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一种光偏振分束器制造技术

技术编号:10360043 阅读:94 留言:0更新日期:2014-08-27 16:10
本发明专利技术公开了一种光偏振分束器。本发明专利技术分束器包括一定向耦合器,其窄波导接收输入光源并将其TE0光输出,以及将该输入光源中的TM0光耦合到宽波导中并转换为TM1光,宽波导的输出端与第一MMI耦合器连接,第一MMI耦合器将输入的TM1光分成功率相等、相位差180°的两束TM0偏振光;其两输出端分别经一90°移相器与第二MMI耦合器的输入端连接,第二MMI耦合器的一输出端作为TM0偏振光输出端口;第一MMI耦合器的长度Lπ1为第一MMI耦合器的拍长;第二MMI耦合器为干涉耦合器。本发明专利技术可实现高容量的单片集成芯片,并且具有带宽很大,消光比非常高,损耗很低的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种光偏振分束器
本专利技术涉及光通信、光互联以及光器件集成领域,具体说,基于定向耦合器、相移器和MMI稱合器结合的光偏振分束器。
技术介绍
在未来的光互联和光通信的芯片中,高容量,尺寸紧凑,成本低的光电子集成电路(PIC)成为人们的首选。目前有几种方法实现容量的增加,其中偏振模式的复用就是一种有效的方案。偏振分束器作为实现偏振复用的重要器件,也成为人们研究的热点。目前的多模干涉的分束器、偏振分束器、采用多模干涉原理和公倍数原理的偏振分束器,尺寸均比较大。部分报道采用准成像原理来减少尺寸,但是准成像由于自身成像的特点,具有2dB的附加损耗,并且带宽不是很大。报道的传统对称型的定向耦合器通常利用L = pUTE = qL,,其中,Ute和Utm是TE和TM模式的耦合长度,P和q是满足P =q+m(m= ±1,3,5...)的整数,为了满足上式,需要严格的控制波导的尺寸,并且器件的尺寸比较长,尤其是对于弱限制折射率波导材料。最近报道的基于对称型定向耦合器的偏振分束器,尺寸比较紧凑,但是消光比不是很高。采用非对称的定向耦合器,可以使满足相位匹配条件,发生模式转化的耦合长度非常短。
技术实现思路
针对现有技术存在的技术问题,本专利技术的目的在于提供一种基于非对称定向耦合器、相移器和MMI稱合器结合的波导型偏振分束器。具体的实现原理为:光源从定向I禹合器波导输入(宽度为W1),对于横磁波(TM),设计合适的尺寸,使得宽度为W1波导的TMtl和宽度为W2(W2)W1)波导的TM1传播常数相同(βΤΜ0= βΤΜ1),也即有效折射率相同,因为β =nrffXkQ,其中kQ为真空波数,满足相位匹配原理,发生耦合及模式转化,在宽度为W2波导中以TM1模存在并传播,TM1模式光输入到第一个MMI耦合器分成两束功率相同,相位差为180°的TMtl模式光,再经过相移器,使得两束TMtl的光相位差为±90°,耦合进第二个MMI耦合器,采用多模干涉原理TMtl将从MMI耦合器下端口或是上端口输出。对于横电波(TE),在宽度分别为W1和W2的波导的条件下,W1波导中的TEtl的传播常数与W2波导中各模式的传播常数均不相等,不满足相位匹配原理,不发生耦合,直接从宽度为W1的波导输出,从而实现了偏振分束的功能。本专利技术的技术方案为:—种光偏振分束器,其特征在于包括一定向I禹合器;所述定向I禹合器包括一窄波导和宽波导;所述窄波导用于接收输入光源并将输入光源中的TEtl偏振光输出至TEtl偏振光输出端口,以及将该输入光源中的TMtl偏振光耦合到所述宽波导中并转换为TM1偏振光;所述宽波导的输出端与一第一 MMI稱合器输入端连接,所述第一 MMI稱合器用于将输入的TMi偏振光分成功率相等、相位差180°的两束TMtl偏振光;所述第一丽I耦合器的两输出端分别经一 90°移相器与一第二 MMI稱合器的输入端连接,所述第二 MMI稱合器的一输出端作O为TMtl偏振光输出端口 ;其中,第一 MMII禹合器的长度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光偏振分束器,其特征在于包括一定向耦合器;所述定向耦合器包括一窄波导和宽波导;所述窄波导用于接收输入光源并将输入光源中的TE0偏振光输出至TE0偏振光输出端口,以及将该输入光源中的TM0偏振光耦合到所述宽波导中并转换为TM1偏振光;所述宽波导的输出端与一第一MMI耦合器输入端连接,所述第一MMI耦合器用于将输入的TM1偏振光分成功率相等、相位差180°的两束TM0偏振光;所述第一MMI耦合器的两输出端分别经一90°移相器与一第二MMI耦合器的输入端连接,所述第二MMI耦合器的一输出端作为TM0偏振光输出端口;其中,第一MMI耦合器的长度Lπ1为第一MMI耦合器的拍长,M为自然数;第二MMI耦合器为干涉耦合器。

【技术特征摘要】
1.一种光偏振分束器,其特征在于包括一定向I禹合器;所述定向I禹合器包括一窄波导和宽波导;所述窄波导用于接收输入光源并将输入光源中的TEtl偏振光输出至TEtl偏振光输出端口,以及将该输入光源中的TMtl偏振光耦合到所述宽波导中并转换为TM1偏振光;所述宽波导的输出端与一第一 MMI稱合器输入端连接,所述第一 MMI稱合器用于将输入的TM1偏振光分成功率相等、相位差180°的两束TMtl偏振光;所述第一 MMI耦合器的两输出端分别经一 90°移相器与一第二 MMI稱合器的输入端连接,所述第二 MMI稱合器的一输出端作为TMtl偏振光输出端口 ;其中,第一丽I I禹合器的长度 2.如权利要求1所述的光偏振分束器,其特征在于所述窄波导的宽度W1小于所述宽波导的宽度W2 ;所述窄波导对该TMtl偏振光的传播常数等于宽波导对该TM1偏振光的传播常数。...

【专利技术属性】
技术研发人员:尹美李艳萍王兴军李红滨
申请(专利权)人:北京大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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