本申请公开了一种提高偏振消光比的方法、装置及系统，其中，提高偏振消光比的方法，包括：确定宽波导的长度；确定宽波导的长度后，对相移波导的长度进行调节，获得相移波导的均衡后长度；确定相移波导的均衡后长度，再对宽波导的长度进行调节，获得宽波导的调节后长度；根据相移波导的均衡后长度和宽波导的调节后长度对TE模和TM模的消光比进行判断，若满足预设条件，则确定均衡后相移波导的长度和调节后宽波导的长度为调节参数，根据调节参数进行偏振消光比调节；若不满足预设条件，则重新确定宽波导的长度。本申请同时优化宽波导L1w和相移波导L2n_1的长度，调节MZI两臂之间的双折射和臂长差，使PBS的两个输出端的PER同时得到提高。高。高。
【技术实现步骤摘要】
一种提高偏振消光比的方法、装置及系统
[0001]本申请涉及集成光学
，尤其涉及一种提高偏振消光比的方法、装置及系统。
技术介绍
[0002]硅基二氧化硅偏振分束器(Polarization Beam Splitter，PBS)具有损耗低、便于集成的优点。基于硅基二氧化硅平台来制作PBS，有几种方案：第一种是在上包层上面溅射非晶硅(amorphous
‑
Si)薄膜来控制波导的双折射，该方案需要激光微调(Laser Trimming)技术来对波导双折射进行精确控制，工艺复杂。第二种是在对称的MZI(Mach
‑
Zehnder interferometer，马赫曾德干涉仪)中插入λ/4波片的薄膜来改变TE和TM模的光程差(其中，λ表示波长，TE和TM表示光的偏振模式)，该方案可以降低器件对温度和波长的依赖性。第三种是在MZI的两臂上刻蚀沟槽并填充低折射率的材料，来改变两臂的双折射，该方案可以实现高的偏振消光比(大于30dB)。第四种是利用硅基二氧化硅波导的双折射与波导芯区宽度有关的效应来实现PBS，该方案不需要特殊的工艺，如淀积非晶硅薄膜、激光微调技术、刻蚀沟槽等，而且具有低的插入损耗和大于20dB的偏振消光比。第四种方案实现的PBS具有工艺简单、损耗低、方便与PLC平台的其他器件集成等优点。
[0003]偏振分束器的偏振消光比(Polarization Extinction Ratio,PER)是其重要的评价指标。由于二氧化硅波导的双折射较小和工艺误差等原因，基于不同宽度波导的双折射原理的PBS的PER一般较小。为了解决该问题，一般的方法是在MZI的两臂中引入相位差来补偿TE和TM模之间的相位误差。补偿之后，器件的PER可以达到20dB。
技术实现思路
[0004]本申请的目的在于提供一种提高偏振消光比的方法、装置及系统，采用同时优化宽波导L1w和相移波导L2n_1的长度，调节MZI两臂之间的双折射和臂长差，使PBS的两个输出端的PER同时得到提高。
[0005]为达到上述目的，本申请提供一种提高偏振消光比的方法，包括：确定宽波导的长度；确定宽波导的长度后，对相移波导的长度进行调节，获得相移波导的均衡后长度；确定相移波导的均衡后长度，再对宽波导的长度进行调节，获得宽波导的调节后长度；根据相移波导的均衡后长度和宽波导的调节后长度对TE模和TM模的消光比进行判断，若满足预设条件，则确定相移波导的均衡后长度和宽波导的调节后长度为调节参数，根据调节参数进行偏振消光比调节；若不满足预设条件，则重新确定宽波导的长度。
[0006]如上的，其中，预设条件为TE模和TM模的消光比均大于30dB。
[0007]如上的，其中，相移波导的均衡后长度为1920μm，宽波导的调节后长度为3650μm。
[0008]本申请还提供一种偏振分束器，包括：第一耦合器和第二耦合器；其中，第一耦合器具有第一输出端和第二输出端；第二耦合器具有第三输入端和第四输入端；第一输出端与第一窄波导、第一锥形过渡波导、宽波导、第二锥形过渡波导和第二窄波导依次连接，第
二窄波导与第三输入端连接；第二输出端与相移波导、第三锥形过渡波导、第四锥形过渡波导和第三窄波导依次相连，第三窄波导与第四输入端连接；其中，宽波导的调节后长度和相移波导的均衡后长度通过上述的提高偏振消光比的方法获得。
[0009]如上的，其中，第一耦合器和第二耦合器均采用定向耦合器、Y型耦合器或MMI型耦合器中的任意一种。
[0010]本申请还提供一种解码芯片，包括：上述的偏振分束器、半波片、非对称马赫曾德干涉仪和相位调制电极；偏振分束器与半波片连接；半波片与非对称马赫曾德干涉仪连接；非对称马赫曾德干涉仪和相位调制电极连接。
[0011]如上的，其中，偏振分束器与半波片通过波导连接；半波片与非对称马赫曾德干涉仪通过波导连接；非对称马赫曾德干涉仪和相位调制电极通过波导连接。
[0012]本申请还提供一种编解码系统，包括通过光纤连接的编码端和解码端，其中，解码端中包括上述的解码芯片。
[0013]如上的，其中，编码端包括依次连接的皮秒脉冲激光器、编码芯片、铌酸锂相位调制器A、衰减器；解码端还包括铌酸锂相位调制器B，铌酸锂相位调制器B分别与衰减器和解码芯片连接。
[0014]如上的，其中，皮秒脉冲激光器、编码芯片、铌酸锂相位调制器A和衰减器通过光纤依次连接；铌酸锂相位调制器B分别与衰减器和解码芯片通过光纤连接。
[0015]本申请采用同时优化宽波导L1w和相移波导L2n_1的长度，调节MZI两臂之间的双折射和臂长差，使PBS的两个输出端的PER同时得到提高。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为偏振分束器一种实施例的结构示意图；
[0018]图2为解码芯片一种实施例的结构示意图；
[0019]图3为QKD双偏振相位编解码系统一种实施例的结构示意图；
[0020]图4为调节偏振消光比的方法一种实施例的流程图；
[0021]图5为当宽波导的长度L1w为4000μm时，调节相移波导L2n_1的长度，其TE和TM模在两个输出端口的损耗变化曲线；其中IL为器件的插入损耗；
[0022]图6为当L2n_1为1920μm，改变宽波导L1w的长度，TE和TM模在两个输出端口的损耗变化曲线。
具体实施方式
[0023]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域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，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]如图1所示，本申请提供一种偏振分束器，包括第一耦合器1和第二耦合器2；其中，第一耦合器1具有第一输出端11和第二输出端12；第二耦合器2具有第三输入端21和第四输入端22。第一输出端11与第一窄波导L1n_1、第一锥形过渡波导、宽波导L1w、第二锥形过渡波导和第二窄波导L1n_2依次连接，第二窄波导L1n_2与第三输入端21连接。第二输出端12与相移波导L2n_1、第三锥形过渡波导、第四锥形过渡波导和第三窄波导L2n_2依次连接，第三窄波导L2n_2与第四输入端22连接；在MZI的这个臂上也引入锥形过渡波导是为了平衡两臂的光程差和传输损耗。其中，宽波导L1w的调节后长度和相移波导L2n_1的均衡后长度通过下述的调节偏振消光比的方法调节获得。
[0025]进一步的，第一耦合器1和第二耦合器2均采用定向耦合器、Y型耦合器或MMI型耦合器中的任意一种。
[0026]进一步的，如图2所示，本申请提供一种本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种提高偏振消光比的方法，其特征在于，包括：确定宽波导的长度；确定宽波导的长度后，对相移波导的长度进行调节，获得相移波导的均衡后长度；确定相移波导的均衡后长度，再对宽波导的长度进行调节，获得宽波导的调节后长度；根据相移波导的均衡后长度和宽波导的调节后长度对TE模和TM模的消光比进行判断，若满足预设条件，则确定相移波导的均衡后长度和宽波导的调节后长度为调节参数，根据调节参数进行偏振消光比调节；若不满足预设条件，则重新确定宽波导的长度。2.根据权利要求1所述的提高偏振消光比的方法，其特征在于，预设条件为TE模和TM模的消光比均大于30dB。3.根据权利要求1所述的提高偏振消光比的方法，其特征在于，相移波导的均衡后长度为1920
μ
m，宽波导的调节后长度为3650
μ
m。4.一种偏振分束器，其特征在于，包括：第一耦合器和第二耦合器；其中，第一耦合器具有第一输出端和第二输出端；第二耦合器具有第三输入端和第四输入端；第一输出端与第一窄波导、第一锥形过渡波导、宽波导、第二锥形过渡波导和第二窄波导依次连接，第二窄波导与第三输入端连接；第二输出端与相移波导、第三锥形过渡波导、第四锥形过渡波导和第三窄波导依次相连，第三窄波导与第四输入端连接；其中，所述宽波导的调节后长度和所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：任梅珍，周来，
申请(专利权)人：北京量子信息科学研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。