【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于集成光学，具体涉及一种基于水平槽波导的偏振无关光功分器。
技术介绍
1、2004年，vilson等人研究发现，当两根宽度很窄的硅波导靠近至近微米级别的距离时，光场被明显地束缚在其中的低折射率介质中，由此便提出了槽波导。槽波导具有准te模和准tm模场分布特点，如图6(a)，6(b)所示。在槽波导中，导模偏振到主轴之一x轴，这些导模被称为准tm模式，由于介质间较大的折射率差异导致的电场不连续性，使得导模被束缚在低折射率介质槽中，当然，在波导中存在另一个主轴y的导模，与准tm模相比，这些导模(准te模)具有非常不同的特性，利用这些差异，可以实现偏振无关的光功分器。
2、在光子集成光路中，光功分器是实现许多复杂光子器件的重要元件。但是大部分硅基光功分器具有偏振相关性，一定程度上限制了其应用。因此，研究具有偏振无关功能的硅基光功分器具有重要意义。偏振无关光功分器的实现可借助多种结构实现，较为常用的结构有y分支耦合器结构光功分器、多模干涉耦合器结构光功分器以及定向耦合器结构光功分器。y分支耦合器结构因分支角限制一般有较大的插入损耗，且分支角部分制作工艺较为复杂；多模干涉耦合器结构可实现大制造容差的偏振无关光功分器，但改善其偏振特性的制作过程较为繁杂，且该结构光功分器对波长变化较为敏感；而定向耦合器结构的光功分器制作过程简单，且结构较为简洁，插损相对较小，更容易实现，但其对偏振较为敏感，通常需要复杂的设计来实现偏振无关。
3、因此，为了解决上述问题，设计出一种结构紧凑、插入损耗低、工作带宽高的偏振无关光功
技术实现思路
1、为了解决现有技术中器件尺寸大、偏振敏感、插入损耗大、工作带宽低、分光不均匀等不足，本专利技术提出一种基于水平槽波导的偏振无关光功分器，通过在定向耦合器中引入水平槽波导结构，实现耦合长度的降低并解决定向耦合器结构偏振敏感的特性，对te模和tm模均可实现功率均分，克服了现有技术的不足。
2、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种基于水平槽波导的偏振无关光功分器包括输入水平槽波导、第一定向耦合器水平槽波导、s型过渡水平槽波导、第一输出水平槽波导、第二定向耦合器水平槽波导、直过渡水平槽波导、第二输出水平槽波导；在输入水平槽波导的输出端连接第一定向耦合器水平槽波导输入端，第一定向耦合器水平槽波导的输出端连接s型过渡水平槽波导输入端，在s型过渡水平槽波导的输出端连接第一输出水平槽波导输入端，第二定向耦合器水平槽波导的输出端连接直过渡水平槽波导输入端，在直过渡水平槽波导的输出端连接第二输出水平槽波导输入端。
4、所述的基于水平槽波导的偏振无关光功分器所采用的水平槽波导结构包括第一条形波导、第二条形波导；第一条形波导和第二条形波导的宽度和厚度均相同，第一条形波导和第二条形波导的间隙也保持不变。
5、第一定向耦合器水平槽波导、第二定向耦合器水平槽波导之间的耦合间隙保持不变；第一定向耦合器水平槽波导和第二定向耦合器水平槽波导的波导长度相同。
6、与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：
7、1.耦合长度较短，结构更紧凑。与常用条形波导定向耦合器所设计的光功分器相比，本专利技术通过将定向耦合器的条形波导换为水平槽波导，由于槽波导中导模的差异性，进而改变了器件的耦合长度。通过计算，所设计的光功分器的耦合长度(2μm左右)相较现有器件降低较多。
8、2.插入损耗低，不均匀度低，工作带宽大。本专利技术中输入波导、输出波导、定向耦合器、过渡波导采用的水平槽波导耦合效率高、工作带宽大。
9、3.器件制作难度较低。本器件所采用的soi材料十分常见，造价低廉，制作工艺十分成熟，可利用标准光刻和蚀刻技术实现。基于这些有益效果及优势，本器件在未来的光子集成系统中有一定的应用价值。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于水平槽波导的偏振无关光功分器，其特征在于，该功分器包括输入水平槽波导(1)、第一定向耦合器水平槽波导(2)、S型过渡水平槽波导(3)、第一输出水平槽波导(4)、第二定向耦合器水平槽波导(5)、直过渡水平槽波导(6)、第二输出水平槽波导(7)，所述功分器掩埋于包层(8)中；
2.如权利要求1所述的一种基于水平槽波导的偏振无关光功分器，其特征在于，输入水平槽波导(1)、第一定向耦合器水平槽波导(2)、S型过渡水平槽波导(3)、第一输出水平槽波导(4)直接相连；第二定向耦合器水平槽波导(5)、直过渡水平槽波导(6)、第二输出水平槽波导(7)直接相连。
3.如权利要求1所述的一种基于水平槽波导的偏振无关光功分器，其特征在于，第一定向耦合器水平槽波导(2)、第二定向耦合器水平槽波导(5)之间的耦合间隙保持不变，为310nm；第一定向耦合器水平槽波导(2)和第二定向耦合器水平槽波导(5)的波导长度相同。
4.如权利要求1所述的一种基于水平槽波导的偏振无关光功分器，其特征在于，第一定向耦合器水平槽波导(2)、第二定向耦合器水平槽波导(5)的波导长
5.如权利要求1所述的一种基于水平槽波导的偏振无关光功分器，其特征在于，所述的基于水平槽波导的偏振无关光功分器所采用的所述水平槽波导结构包括的第一条形波导(9)、第二条形波导(10)，均采用硅材料。
...【技术特征摘要】
1.一种基于水平槽波导的偏振无关光功分器，其特征在于，该功分器包括输入水平槽波导(1)、第一定向耦合器水平槽波导(2)、s型过渡水平槽波导(3)、第一输出水平槽波导(4)、第二定向耦合器水平槽波导(5)、直过渡水平槽波导(6)、第二输出水平槽波导(7)，所述功分器掩埋于包层(8)中；
2.如权利要求1所述的一种基于水平槽波导的偏振无关光功分器，其特征在于，输入水平槽波导(1)、第一定向耦合器水平槽波导(2)、s型过渡水平槽波导(3)、第一输出水平槽波导(4)直接相连；第二定向耦合器水平槽波导(5)、直过渡水平槽波导(6)、第二输出水平槽波导(7)直接相连。
3.如权利要求1所述的一种基于水平槽波导的偏振无关光功...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨智焜，贾睿，彭起，潘晓燕，赵嘉欣，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
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。