[發(fā)明專利]一種基于垂直耦合原理的硅基槽波導(dǎo)起偏器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610328026.8
• 申請(qǐng)日: 2016-05-17
• 公開（公告）號(hào): CN105759351B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖金標(biāo);徐銀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B6/12
• 分類號(hào): G02B6/12
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種基于垂直耦合原理的硅基槽波導(dǎo)起偏器，其特征在于，由兩根平行設(shè)置在襯底（3）上的硅基納米線構(gòu)成的槽波導(dǎo)（1）和上層條形波導(dǎo)（2）組成，槽波導(dǎo)（1）的TM模與上層條形波導(dǎo)（2）的TM模完全匹配；所述槽波導(dǎo)（1）沿長度方向分為信號(hào)輸入段、中間傳輸段和信號(hào)輸出段，上層條形波導(dǎo)（2）設(shè)置在中間傳輸段的正上方，與槽波導(dǎo)（1）之間的高度間距為D；上層條形波導(dǎo)（2）的寬度大于槽波導(dǎo)（1）的寬度；上層條形波導(dǎo)（2）沿長度方向均分為兩段，其中，靠近槽波導(dǎo)（1）信號(hào)輸入段的一段為矩形波導(dǎo)，另一段為等腰梯形波導(dǎo)；等腰梯形波導(dǎo)的兩個(gè)平行邊中，較短的一邊與矩形波導(dǎo)相連且該邊長度與矩形波導(dǎo)寬度相等；上層條形波導(dǎo)（2）與中間傳輸段形成垂直耦合區(qū)；上層條形波導(dǎo)（2）的矩形結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生TM模的高效垂直耦合，上層條形波導(dǎo)（2）的梯形結(jié)構(gòu)中將前半部分耦合的TM模進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)變?yōu)閾碛懈吣Ｊ接行д凵渎实腡M模式，從而在輸出端可以有效增加上層條形波導(dǎo)（2）與槽波導(dǎo)（1）之間的模式差異，減少模式的反向耦合，提高器件的偏振消光比；

包含有TE和TM模的入射光信號(hào)從槽波導(dǎo)（1）的信號(hào)輸入段輸入，接著進(jìn)入垂直耦合區(qū)，在垂直耦合區(qū)中利用TM模較弱的場限制能力，使得底部槽波導(dǎo)（1）中傳輸?shù)腡M模被逐漸耦合至上層條形波導(dǎo)（2），并在輸出端因光場衍射而損耗； TE模因被限制在底部槽波導(dǎo)（1）的微槽中，因TE模的模式特性與上層條形波導(dǎo)（2）相差較大，故TE模只能沿著底部的槽波導(dǎo)（1）傳輸并最終輸出，而不受耦合區(qū)上層條形波導(dǎo)（2）的影響；最終，在槽波導(dǎo)（1）的輸出端得到高偏振消光比的TE模，實(shí)現(xiàn)了起偏器的功能。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于垂直耦合原理的硅基槽波導(dǎo)起偏器，其特征在于，所述上層條形波導(dǎo)（2）為矩形波導(dǎo)，其長度為3μm~4μm，寬度為1μm~1.2μm，厚度為200nm；所述槽波導(dǎo)（1）寬度為500nm~550nm，厚度為250nm，中間微槽的寬度為70nm~100nm；上層條形波導(dǎo)（2）與槽波導(dǎo)（1）之間的高度間距D為250nm~280nm。