[發(fā)明專利]基于集成電介質(zhì)光波導的圓偏振模式鑒別與分束器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910558704.3
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110412685B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 張鳳春
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: G02B6/126
• 分類號: G02B6/126;G02B6/125;G02B6/12
• 代理公司: 北京清控智云知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 11919
• 代理人: 仵樂娟

1.基于集成電介質(zhì)光波導的圓偏振模式鑒別與分束器件，其包括，依次層疊的二氧化硅基底層、硅層以及二氧化硅包層，所述硅層中形成有波導結構，所述波導結構為硅波導，所述波導結構由第一分支波導和第二分支波導構成，所述第一分支波導由依次連接的輸入部分（2）、偏振轉換部分（3）以及第一偏振分束部分構成，所述第二分支波導由第二偏振分束部分構成，所述第一偏振分束部分包括第一耦合區(qū)波導（4）、第一S型波導（5）以及第一輸出波導（6），所述第二偏振分束部分由依次連接的第二耦合區(qū)波導（8），第二S型波導（9）以及第二輸出波導（11）構成，所述第一耦合區(qū)波導（4）與所述第二耦合區(qū)波導（8）互相平行，且其之間具有偏振分束耦合區(qū)間距g₁（7），所述第一輸出波導（6）與所述第二輸出波導（11）互相平行，且其之間間距為g₂（10）；所述第一分支波導以及所述第二分支波導均為條狀光波導，所述第一分支波導的橫截面為正方形，所述第二分支波導的橫截面為長方形，且所述二氧化硅包層包覆所述第一分支波導以及所述第二分支波導，所述長方形的長度沿所述硅層的厚度方向設置，所述長度大于所述正方形的邊長；

其中，所述偏振轉換部分（3）為一“L”型結構，所述“L”型結構具有一開口，所述開口位于偏振轉換部分（3）與二氧化硅基底層接觸的面的相對面上，且沿面對第二分支波導側設置，所述開口在空間上呈長方體狀，所述開口在第一分支波導的長度方向上具有預定長度，所述開口沿垂直第一分支波導長度方向的截面呈正方形，所述開口具有預定高度以及預定寬度，所述預定高度等于預定寬度；所述偏振轉換部分從輸入部分接收輸入圓偏振模式光，并將輸入光轉換為水平線偏振的橫電?；蜇Q直線偏振的橫磁模；所述第一偏振分束部分以及所述第二偏振分束部分從所述偏振轉換部分接收所述橫電?；蛩鰴M磁模，并分束至不同路徑輸出。

2.基于集成電介質(zhì)光波導的圓偏振模式鑒別與分束器件，其包括，依次層疊的二氧化硅基底層、硅層以及二氧化硅包層，所述硅層中形成有波導結構，所述波導結構為硅波導，所述波導結構由第一分支波導和第二分支波導構成，所述第一分支波導由依次連接的輸入部分（2）、偏振轉換部分（3）以及第一偏振分束部分構成，所述第二分支波導由第二偏振分束部分構成，所述第一偏振分束部分包括第一耦合區(qū)波導（4）、第一S型波導（5）以及第一輸出波導（6），所述第二偏振分束部分由依次連接的第二耦合區(qū)波導（8），第二S型波導（9）以及第二輸出波導（11）構成，所述第一耦合區(qū)波導（4）與所述第二耦合區(qū)波導（8）互相平行，且其之間具有偏振分束耦合區(qū)間距g₁（7），所述第一輸出波導（6）與所述第二輸出波導（11）互相平行，且其之間間距為g₂（10）；所述第一分支波導以及所述第二分支波導均為條狀光波導，所述第一分支波導的橫截面為正方形，所述第二分支波導的橫截面為長方形，且所述二氧化硅包層包覆所述第一分支波導以及所述第二分支波導，所述長方形的長度沿所述硅層的厚度方向設置，所述長度大于所述正方形的邊長；

其中，所述偏振轉換部分（3）為一條狀波導以及一“L”型結構，所述“L”型結構位于所述條狀波導與所述二氧化硅基底層接觸的面的相對面上，且沿背離第二分支波導側設置，所述“L”型結構與所述條狀波導之間無間隙，所述“L”型結構的兩個端的厚度相等；所述偏振轉換部分從輸入部分接收輸入圓偏振模式光，并將輸入光轉換為水平線偏振的橫電模或豎直線偏振的橫磁模；所述第一偏振分束部分以及所述第二偏振分束部分從所述偏振轉換部分接收所述橫電?；蛩鰴M磁模，并分束至不同路徑輸出。

3.根據(jù)權利要求1或2的所述圓偏振模式鑒別與分束器件，其特征在于，所述第一分支波導的橫截面呈正方形的邊長范圍為300~600nm，所述第二分支波導的橫截面呈長方形，該長方形的寬度范圍為100~300nm，該長方形的長度范圍為200~600nm，所述長方形的寬度小于所述長方形的長度。