一种偏振不敏感的薄膜铌酸锂变迹光栅耦合器设计方法技术

本发明专利技术公开了一种偏振不敏感的薄膜铌酸锂变迹光栅耦合器设计方法。通过粒子群算法逆向设计来优化光栅参数，找到最佳的光栅占空比、占空比变化速度、刻蚀深度和光栅周期的参数组合，使得两个互相正交的偏振态的模式等效折射率相等且同时满足布拉格条件，以实现对两个模式的同时高效率耦合。该光栅耦合器应用时入射光纤应与芯片表面垂直耦合。本发明专利技术工艺简单，无需额外工艺步骤，仅在设计层面上优化光栅参数即可实现偏振不敏感的光栅耦合，并通过变迹光栅设计减少了垂直入射带来的损耗，光栅参数的优化由算法完成，方便快捷。本发明专利技术设计的偏振不敏感薄膜铌酸锂光栅耦合器，有望应用于集成片上偏振控制器件的大规模测试中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于集成光子学领域，具体涉及一种用于光纤和薄膜铌酸锂波导耦合的偏振不敏感变迹光栅耦合器的设计方法。

技术介绍

1、作为光的一种基本属性，偏振可作为一个用于光存储、光计算和光通信的信息维度，其在生物传感、量子纠缠等领域也有着重要应用。使用大体积光学元件调控偏振态的传统方式往往增大了系统体积，因此增加了设备小型集成化的难度。作为双折射材料的铌酸锂(lithium niobate,ln)晶体具备出色的材料特性，一直是制备高性能偏振控制器件的首选之一。近年来，随着薄膜铌酸锂工艺的成熟，基于薄膜铌酸锂的集成片上偏振复用器、偏振分束器、偏振旋转器、扰偏器等偏振控制器件的研究取得了重大进展。

2、由于全光单片集成尚不成熟，片上的光学偏振操控离不开光纤与光芯片的耦合。传统的纤芯耦合方式主要是端面耦合与光栅耦合，端面耦合有着需要端面抛光、对准容差小、输入输出位置受限等缺点，所以在晶圆级测试层面更常使用工艺简单、易对准、输入输出位置灵活可控的光栅耦合方式。然而从原理上，没有经过特殊设计的光栅作为一种色散元件本身是偏振敏感的，单一的光栅耦合器(gratin本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种偏振不敏感的薄膜铌酸锂变迹光栅耦合器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种偏振不敏感的薄膜铌酸锂变迹光栅耦合器设计方法，其特征在于，所述S1中，光纤倾角设置为0°。

3.根据权利要求1所述的一种偏振不敏感的薄膜铌酸锂变迹光栅耦合器设计方法，其特征在于，所述S2中，变迹光栅耦合器的品质因子为在目标耦合波长下对TE偏振模式的耦合效率与在目标耦合波长下对TM偏振模式的耦合效率的乘积。

4.根据权利要求1所述的一种偏振不敏感的薄膜铌酸锂变迹光栅耦合器设计方法，其特征在于，所述S3中，光栅占空比为光栅齿占空比或光栅槽占空比。<...

【技术特征摘要】

1.一种偏振不敏感的薄膜铌酸锂变迹光栅耦合器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种偏振不敏感的薄膜铌酸锂变迹光栅耦合器设计方法，其特征在于，所述s1中，光纤倾角设置为0°。

3.根据权利要求1所述的一种偏振不敏感的薄膜铌酸锂变迹光栅耦合器设计方法，其特征在于，所述s2中，变迹光栅耦合器的品质因子为在目标耦合波长下对te偏振模式的耦合效率与在目标耦合波长下对tm偏振模式的耦合效率的乘积。

4.根据权利要求1所述的一种偏振不敏感的薄膜铌酸锂变迹光栅耦合器设计方法，其特征在于，所述s3中，光栅占空比为光栅齿占空比或光栅槽占空比。

5.根据权利要求1所述的一种偏振不敏感的薄膜铌酸锂变迹光栅耦合器设计方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：高士明，谭浩洋，管小伟，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：