偏振系统和方法技术方案

描述了示例偏振分离器和旋转器器件。在一个示例中，一种光学设备包括：分离器，配置为将光信号分离成具有第一偏振的第一信号和具有第二偏振的第二信号；偏振旋转器，配置为将第二信号的第二偏振旋转为第三偏振；和偏振模式转换器，配置为将第二信号的第三偏振转换为第一偏振。在实施例的某些方面，分离器可以为弯曲多模干涉(MMI)偏振分离器，并且偏振旋转器包括输入端口和输出端口，其中输出端口比输入端口宽。偏振模式转换器可以为非对称波导锥形模式转换器。本文描述的器件可以克服常规器件的缺陷，并提供低插入损耗、平坦和/或宽波长响应、高制造公差和紧凑尺寸。高制造公差和紧凑尺寸。高制造公差和紧凑尺寸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】偏振系统和方法


[0001]本专利技术总体上涉及光波导器件，并且更具体地涉及改变光信号偏振的光波导器件。

技术介绍

[0002]偏振分离器和旋转器(PSR)可以为集成光学中使用的无源器件，诸如数据发送机或接收机(例如收发机)。例如，PSR可以使用双偏振分多路复用(DPDM)来使收发机的带宽加倍。PSR也可以用于构建偏振不敏感的接收机，该偏振不敏感的接收机可以检测在光学单模光纤中传输的信号。
[0003]当光信号被输入到光子集成电路(PIC)的波导中时，基于输入电路可以知道光信号的偏振。然而，当光信号由接收机接收时，光信号的偏振可以是未知的。实际上，偏振可以为随机偏振或者未知的横电(TE)、横磁(TM)或TE/TM偏振。因此，PSR可以使用定向耦合器将光信号分离成TE偏振和TM偏振，并将光旋转到已知的TE状态，从而可以从光信号中检索数据。
[0004]然而，常规PSR可能受到窄波长响应、高插入损耗、对制造误差的敏感性和大尺寸的影响。定向耦合器的耦合比可能对波长敏感，并且可能难以获得平坦的波长响应。此外，相关联的偏振旋转器和模式转换器的尺寸可能相对较大，并表现出光学衰减。
[0005]图1示出了常规PSR 100。PSR 100可以包括基于定向耦合器的偏振分离器110、基于双层锥形的TM0到TE1偏振旋转器120和基于非对称马赫
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曾德尔干涉仪(MZI)的TE1到TE0模式转换器130。同时具有TE0(即，零阶TE模式)和TM0(即，零阶TM模式)偏振的光信号可以经由输入端口101输入。对于TE0输入，TE0偏振光可以直接传播到直通端口111。对于TM0输入，TM0偏振光可以耦合到交叉端口112，然后当传播通过偏振旋转器120时逐渐转换成TE1(即，一阶TE模式)偏振模式，这可以提供双层锥形。输出的TE1偏振模式然后可以由转换器130分离成两个TE0模式光束，该转换器130也可以在两个光束之间引入额外的π相位差，然后相位对光束进行对准，使得它们可以被转换成从转换器130输出的TE0偏振模式。
[0006]图2示出了常规PSR 200的另一个示例。本示例中的操作顺序为偏振旋转、分离和模式转换。TE0/TM0混合偏振光可以在输入端口201处输入。随着输入光传播通过锥形波导偏振旋转器210，TM0模式光可以被转换成TE1模式光，而TE0模式光保持不变。然后，TE1和TE0模式可以在输入211处被输入到模式分离器和旋转器220，然后被模式分离器和旋转器220分离成两个光束。例如，模式分离器和旋转器220可以是Y型接头的定向耦合器或MZI干涉仪。TE0模式光可以在直通端口221处输出。利用模式分离器和旋转器220中的模式转换或模式干涉，可以将TE1模式光转换成TE0模式，并在交叉端口222处输出。

技术实现思路

[0007]在本公开的示例性实施例中，提供了一种传输多个光调制信号以输出到光纤系统的方法。所述方法包括以下步骤：提供配置为发射具有第一偏振的第一波长的光的第一激
光源和配置为发射具有所述第一偏振的第二波长的光的第二激光源，所述第二波长不同于所述第一波长；用第一调制器接收由所述第一激光源发射的光的第一部分，并用第二调制器接收由所述第一激光源发射的光的第二部分；用第三调制器接收由所述第二激光源发射的光的第一部分，并用第四调制器接收由所述第二激光源发射的光的第二部分；从所述第一调制器输出第一调制光信号，所述第一调制光信号具有所述第一偏振；从所述第二调制器输出第二调制光信号，所述第二调制光信号具有所述第一偏振；从所述第三调制器输出第三调制光信号，所述第三调制光信号具有所述第一偏振；从所述第四调制器输出第四调制光信号，所述第四调制光信号具有所述第一偏振；多路复用所述第一调制光信号和所述第三调制光信号，以提供具有所述第一偏振的第一多路复用光信号；多路复用所述第二调制光信号和所述第四调制光信号，以提供具有所述第一偏振的第二多路复用光信号；改变所述第二多路复用光信号以具有第二偏振，所述第二偏振不同于所述第一偏振；以及将具有所述第一偏振的所述第一多路复用光信号和具有所述第二偏振的所述第二多路复用光信号组合成第三光信号。
[0008]在其示例中，所述方法还包括向光纤系统提供所述第三光信号的步骤。
[0009]在其另一个示例中，所述第一激光源和所述第二激光源每一者都为激光二极管。
[0010]在其又一个示例中，改变所述第二多路复用光信号以具有所述第二偏振的步骤包括使具有所述第一偏振的所述第二多路复用光信号通过波导偏振旋转器的步骤。
[0011]在其又一示例中，所述第一偏振为TE模式偏振。
[0012]在其又一个示例中，所述第一偏振为TE模式偏振，并且所述第二偏振为TM模式偏振。
[0013]在本公开的另一个示例性实施例中，提供了一种检测多个波长的多个光信号的方法。所述方法包括以下步骤：接收包括多个偏振混合光信号的光信号，所述偏振混合光信号中的每一者处于各自的波长；将所述多个偏振混合光信号分离成具有第一偏振的第一部分光信号和具有第二偏振的第二部分光信号；将所述第一部分光信号多路分解为具有所述第一偏振的第一波长的第一波长光信号和具有所述第一偏振的第二波长的第二波长光信号；将所述第一波长光信号路由到第一光电探测器，并将所述第二波长光信号路由到第二光电探测器；将具有所述第二偏振的所述第二部分光信号转换成具有所述第一偏振的第三部分光信号；将所述第三部分光信号多路分解为具有所述第一偏振的所述第一波长的第三波长光信号和具有所述第一偏振的所述第二波长的第四波长光信号；以及将所述第三波长光信号路由到所述第一光电探测器，并将所述第四波长光信号路由到所述第二光电探测器。
[0014]在其示例中，将具有所述第二偏振的所述第二部分光信号转换成具有所述第一偏振的第三部分光信号的步骤包括以下步骤：使所述第二部分光信号通过波导偏振旋转器，以产生具有第三偏振的第四部分光信号；以及将所述第四部分光信号的偏振改变为所述第一偏振，以产生具有所述第一偏振的所述第三光信号。
[0015]在其另一个示例中，所述第一偏振为TE模式偏振。
[0016]在其另一个示例中，所述第一偏振为TE模式偏振，并且所述第二偏振为TM模式偏振。
[0017]在其又一个示例中，所述第一偏振为TE0模式偏振，所述第二偏振为TM模式偏振，并且所述第三偏振为TE1模式偏振。
[0018]在本公开的另一示例性实施例中，提供了一种光学设备。所述光学设备包括：分离器，所述分离器配置为将光信号分离成具有第一偏振的第一信号和具有第二偏振的第二信号；波导偏振旋转器，所述波导偏振旋转器配置为将所述第二信号的所述第二偏振旋转成第三偏振；和偏振模式转换器，所述偏振模式转换器配置为将所述第二信号的所述第三偏振转换为所述第一偏振。
[0019]在其示例中，所述分离器是多模干涉(MMI)偏振分离器。在其变型中，所述分离器是弯曲的。
[0020]在其另一个示例中，所述偏振旋转器包括输入端口和输出端口，其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种传输多个光调制信号以输出到光纤系统的方法，所述方法包括以下步骤：提供配置为发射具有第一偏振的第一波长的光的第一激光源和配置为发射具有所述第一偏振的第二波长的光的第二激光源，所述第二波长不同于所述第一波长；用第一调制器接收由所述第一激光源发射的所述光的第一部分，并用第二调制器接收由所述第一激光源发射的所述光的第二部分；用第三调制器接收由所述第二激光源发射的所述光的第一部分，并用第四调制器接收由所述第二激光源发射的所述光的第二部分；从所述第一调制器输出第一调制光信号，所述第一调制光信号具有所述第一偏振；从所述第二调制器输出第二调制光信号，所述第二调制光信号具有所述第一偏振；从所述第三调制器输出第三调制光信号，所述第三调制光信号具有所述第一偏振；从所述第四调制器输出第四调制光信号，所述第四调制光信号具有所述第一偏振；多路复用所述第一调制光信号和所述第三调制光信号，以提供具有所述第一偏振的第一多路复用光信号；多路复用所述第二调制光信号和所述第四调制光信号，以提供具有所述第一偏振的第二多路复用光信号；改变所述第二多路复用光信号以具有第二偏振，所述第二偏振不同于所述第一偏振；以及将具有所述第一偏振的所述第一多路复用光信号和具有所述第二偏振的所述第二多路复用光信号组合成第三光信号。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括向光纤系统提供所述第三光信号的步骤。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一激光源和所述第二激光源每一者都为激光二极管。4.根据权利要求1所述的方法，其中改变所述第二多路复用光信号以具有所述第二偏振的步骤包括使具有所述第一偏振的所述第二多路复用光信号通过波导偏振旋转器的步骤。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一偏振为TE模式偏振。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的方法，其中所述第一偏振为TE模式偏振，并且所述第二偏振为TM模式偏振。7.一种检测多个波长的多个光信号的方法，所述方法包括以下步骤：接收包括多个偏振混合光信号的光信号，所述偏振混合光信号中的每一者处于各自的波长；将所述多个偏振混合光信号分离成具有第一偏振的第一部分光信号和具有第二偏振的第二部分光信号；将所述第一部分光信号多路分解为具有所述第一偏振的第一波长的第一波长光信号和具有所述第一偏振的第二波长的第二波长光信号；将所述第一波长光信号路由到第一光电探测器，并将所述第二波长光信号路由到第二光电探测器；将具有所述第二偏振的所述第二部分光信号转换成具有所述第一偏振的第三部分光
信号；将所述第三部分光信号多路分解为具有所述第一偏振的所述第一波长的第三波长光信号和具有所述第一偏振的所述第二波长的第四波长光信号；以及将所述第三波长光信号路由到所述第一光电探测器，并将所述第四波长光信号路由到所述第二光电探测器。8.根据权利要求7所述的方法，其中将具有所述第二偏振的所述第二部分光信号转换成具有所述第一偏振的第三部分光信号的步骤包括以下步骤：使所述第二部分光信号通过波导偏振旋转器，以产生具有第三偏振的第四部分光信号；以及将所述第四部分光信号的偏振改变为所述第一偏振，以产生具有所述第一偏振的所述第三光信号。9.根据权利要求7和8中任一项所述的方法，其中所述第一偏振为TE模式偏振。10....

【专利技术属性】
技术研发人员：李昀初，A，
申请(专利权)人：镁可微波技术有限公司，
类型：发明
国别省市：