[發(fā)明專利]基于狹縫波導(dǎo)的超寬帶寬3dB分合束器及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810366699.1
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108594364B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張宇光;胡曉;肖希;陳代高;余少華
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢郵電科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12;G02B6/122;G02B6/14
• 代理公司: 武漢智權(quán)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 沈林華

1.一種基于狹縫波導(dǎo)的超寬帶寬3dB分合束器，其特征在于：包括光輸入端(1)、模式轉(zhuǎn)換器(2)、狹縫波導(dǎo)(3)、漸變波導(dǎo)組件(4)和光輸出端(5)，狹縫波導(dǎo)(3)、漸變波導(dǎo)組件(4)和光輸出端(5)均沿光傳輸方向?qū)ΨQ分布，模式轉(zhuǎn)換器(2)、狹縫波導(dǎo)(3)、漸變波導(dǎo)組件(4)的中部形成一條整體狹縫，模式轉(zhuǎn)換器(2)將光輸入端(1)中的基模轉(zhuǎn)換為狹縫波導(dǎo)模式，由狹縫波導(dǎo)(3)進行傳輸，漸變波導(dǎo)組件(4)將狹縫波導(dǎo)模式平均地耦合到兩側(cè)的光輸出端(5)中，實現(xiàn)1.4～2.2um的超寬帶寬的3dB分合束器。

2.如權(quán)利要求1所述的基于狹縫波導(dǎo)的超寬帶寬3dB分合束器，其特征在于：所述模式轉(zhuǎn)換器(2)由第一漸變波導(dǎo)(201)、第一窄波導(dǎo)(202)、第一漸變波導(dǎo)(201)與第一窄波導(dǎo)(202)之間的第一狹縫(203)構(gòu)成，狹縫波導(dǎo)(3)由第二窄波導(dǎo)(301)、第三窄波導(dǎo)(302)、第二窄波導(dǎo)(301)與第三窄波導(dǎo)(302)之間的第二狹縫(303)構(gòu)成，漸變波導(dǎo)組件(4)由第二漸變波導(dǎo)(401)、第三漸變波導(dǎo)(402)、第二漸變波導(dǎo)(401)與第三漸變波導(dǎo)(402)之間的第三狹縫(403)構(gòu)成，光輸出端(5)包括第一輸出波導(dǎo)(501)和第二輸出波導(dǎo)(502)，光輸入端(1)、第一漸變波導(dǎo)(201)、第二窄波導(dǎo)(301)、第二漸變波導(dǎo)(401)、第一輸出波導(dǎo)(501)順次相連，第一窄波導(dǎo)(202)、第三窄波導(dǎo)(302)、第三漸變波導(dǎo)(402)、第二輸出波導(dǎo)(502)順次相連，第一狹縫(203)、第二狹縫(303)、第三狹縫(403)寬度相同，共同形成一條整體狹縫。

3.如權(quán)利要求2所述的基于狹縫波導(dǎo)的超寬帶寬3dB分合束器，其特征在于：所述整體狹縫的寬度在100～250nm之間。

4.如權(quán)利要求2所述的基于狹縫波導(dǎo)的超寬帶寬3dB分合束器，其特征在于：所述模式轉(zhuǎn)換器(2)中的第一漸變波導(dǎo)(201)、第一窄波導(dǎo)(202)和第一狹縫(203)，用于實現(xiàn)光輸入端(1)中的基模到狹縫波導(dǎo)(3)中狹縫波導(dǎo)模式的轉(zhuǎn)換；所述第一漸變波導(dǎo)(201)與光輸入端(1)連接之處的寬度一致。

5.如權(quán)利要求2所述的基于狹縫波導(dǎo)的超寬帶寬3dB分合束器，其特征在于：所述狹縫波導(dǎo)(3)中的第二窄波導(dǎo)(301)與第三窄波導(dǎo)(302)沿光傳輸方向?qū)ΨQ分布，且第二窄波導(dǎo)(301)的寬度與第三窄波導(dǎo)(302)的寬度相同。

6.如權(quán)利要求5所述的基于狹縫波導(dǎo)的超寬帶寬3dB分合束器，其特征在于：所述第二窄波導(dǎo)(301)的寬度與第三窄波導(dǎo)(302)的寬度均小于350nm，以防止在所述狹縫波導(dǎo)(3)產(chǎn)生高階模式而增加器件的損耗。

7.如權(quán)利要求2所述的基于狹縫波導(dǎo)的超寬帶寬3dB分合束器，其特征在于：所述漸變波導(dǎo)組件(4)中的第二漸變波導(dǎo)(401)與第三漸變波導(dǎo)(402)沿光傳輸方向?qū)ΨQ分布，第二漸變波導(dǎo)(401)、第三漸變波導(dǎo)(402)均為梯形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，且寬度沿著光傳播方向逐漸增加，用于將狹縫波導(dǎo)模式平均地耦合到兩側(cè)的第一輸出波導(dǎo)(501)、第二輸出波導(dǎo)(502)中，或者將兩側(cè)的第一輸出波導(dǎo)(501)、第二輸出波導(dǎo)(502)中的基模耦合到狹縫波導(dǎo)(3)的第二窄波導(dǎo)(301)、第三窄波導(dǎo)(302)和第二狹縫(303)中，形成狹縫波導(dǎo)模式，由狹縫波導(dǎo)(3)進行傳輸。

8.如權(quán)利要求2所述的基于狹縫波導(dǎo)的超寬帶寬3dB分合束器，其特征在于：所述光輸出端(5)中的第一輸出波導(dǎo)(501)與第二輸出波導(dǎo)(502)沿光傳輸方向?qū)ΨQ分布，第一輸出波導(dǎo)(501)、第二輸出波導(dǎo)(502)均為彎曲波導(dǎo)。

9.如權(quán)利要求2所述的基于狹縫波導(dǎo)的超寬帶寬3dB分合束器，其特征在于：所述第一輸出波導(dǎo)(501)與第二漸變波導(dǎo)(401)連接之處的寬度一致，第二輸出波導(dǎo)(502)與第三漸變波導(dǎo)(402)連接之處的寬度一致。

10.一種應(yīng)用在如權(quán)利要求2所述3dB分合束器的基于狹縫波導(dǎo)的超寬帶寬3dB分合束方法，其特征在于，包括以下步驟：

入射光從光輸入端(1)入射時，入射光經(jīng)由模式轉(zhuǎn)換器(2)中的第一漸變波導(dǎo)(201)、第一窄波導(dǎo)(202)和第一狹縫(203)，從光輸入端(1)中的基模轉(zhuǎn)換為狹縫波導(dǎo)(3)中的狹縫波導(dǎo)模式，由狹縫波導(dǎo)(3)進行傳輸，再經(jīng)由漸變波導(dǎo)組件(4)的第二漸變波導(dǎo)(401)、第三漸變波導(dǎo)(402)和第三狹縫(403)，將該狹縫波導(dǎo)模式平均耦合到光輸出端(5)的第一輸出波導(dǎo)(501)、第二輸出波導(dǎo)(502)中，實現(xiàn)超寬帶寬的3dB分束；

入射光從光輸出端(5)一側(cè)入射時，從第一輸出波導(dǎo)(501)、第二輸出波導(dǎo)(502)入射的基模分別經(jīng)由漸變波導(dǎo)組件(4)中的第二漸變波導(dǎo)(401)、第三漸變波導(dǎo)(402)和第三狹縫(403)，耦合到狹縫波導(dǎo)(3)的第二窄波導(dǎo)(301)、第三窄波導(dǎo)(302)和第二狹縫(303)中，狹縫波導(dǎo)(3)將基模轉(zhuǎn)換為狹縫波導(dǎo)模式進行傳輸，然后經(jīng)由模式轉(zhuǎn)換器(2)中的第一漸變波導(dǎo)(201)、第一窄波導(dǎo)(202)和第一狹縫(203)，將狹縫波導(dǎo)模式轉(zhuǎn)換為光輸入端(1)中的基模，實現(xiàn)超寬帶寬的3dB合束。