[發(fā)明專利]一種矩形波導(dǎo)模式轉(zhuǎn)換器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810252325.7
• 申請(qǐng)日: 2018-03-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108363142B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳明陽(yáng);曹國(guó)棟;姜文帆;楊磊;任乃飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B6/14
• 分類號(hào): G02B6/14;G02B6/122
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種矩形波導(dǎo)模式轉(zhuǎn)換器件，其特征在于：由一個(gè)輔助波導(dǎo)(1)、一個(gè)主波導(dǎo)(2)和包層(3)組成，輔助波導(dǎo)(1)為單模波導(dǎo)，而主波導(dǎo)(2)支持高階模傳輸，主波導(dǎo)(2)支持傳輸M個(gè)模式，M≥2；輔助波導(dǎo)(1)和主波導(dǎo)(2)均為矩形直波導(dǎo)，主波導(dǎo)(2)高度大于輔助波導(dǎo)(1)的高度；主波導(dǎo)(2)橫截面的高寬比取值范圍為1.067:1至1.3:1，輔助波導(dǎo)(1)橫截面的高寬比為1:1；輔助波導(dǎo)(1)與主纖芯的側(cè)面相交；定義存在主波導(dǎo)(2)和輔助波導(dǎo)(1)的端面為多芯端面，而只存在主波導(dǎo)(2)的端面為單芯端面；輔助波導(dǎo)(1)與主纖芯的相交位置位于主波導(dǎo)(2)軸向的中間位置與單芯端面之間；在多芯端面上，輔助波導(dǎo)(1)與主波導(dǎo)(2)的中心距離大于輔助波導(dǎo)(1)和主波導(dǎo)(2)的寬度之和的二分之一；所述包層(3)包覆在輔助波導(dǎo)(1)和主波導(dǎo)(2)外部；輔助波導(dǎo)(1)的折射率n_a與其橫截面的寬度a之間滿足：其中λ為工作波長(zhǎng)，n_a為輔助波導(dǎo)(1)折射率，n_c為包層(3)折射率；在單芯端面上，輔助波導(dǎo)(1)的端面與主波導(dǎo)(2)的端面均位于單芯端面上，即輔助波導(dǎo)(1)底面中心軸線與主波導(dǎo)(2)底面的中心軸線相交于一點(diǎn)、且交點(diǎn)位于單芯端面上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形波導(dǎo)模式轉(zhuǎn)換器件，其特征在于：主波導(dǎo)(2)的中心軸線與輔助波導(dǎo)(1)的中心軸線的夾角范圍為0.011°至0.021°。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形波導(dǎo)模式轉(zhuǎn)換器件，其特征在于：主波導(dǎo)(2)的折射率n_m，輔助波導(dǎo)(1)折射率n_a之差為Δ_a＝n_a-n_m，Δ_a滿足0.0065≥Δ_a＞0。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形波導(dǎo)模式轉(zhuǎn)換器件，其特征在于：所述輔助波導(dǎo)(1)的基模有效折射率n_f與主波導(dǎo)(2)基模式有效折射率n₁之間滿足：n_f＞n₁。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形波導(dǎo)模式轉(zhuǎn)換器件，其特征在于：所述主波導(dǎo)(2)內(nèi)模式間有效折射率差Δn_i＝n_i+1-n_i滿足：Δn_i≥1×10^-4，M-1≥i≥1，其中，M為主波導(dǎo)(2)的模式總數(shù)，n_i為主波導(dǎo)(2)的第i個(gè)模式的有效折射率，且有n_i＞n_i+1。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形波導(dǎo)模式轉(zhuǎn)換器件，其特征在于：在波長(zhǎng)范圍1.2-1.6μm內(nèi)能夠?qū)⒅鞑▽?dǎo)(2)內(nèi)所有的模式有效的轉(zhuǎn)換。