[發(fā)明專利]基于絕熱錐形非對稱耦合與Y分支的硅基偏振分束旋轉器

有效

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• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112327411B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設計）人: 解長健;鄒喜華;李沛軒;潘煒;閆連山
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G02B6/126
• 分類號: G02B6/126;G02B6/125
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 卓仲陽

1.基于絕熱錐形非對稱耦合與Y分支的硅基偏振分束旋轉器，采用二氧化硅作為基底以及包覆層；在基底與包覆層中間添加硅材料的緩沖層，并在緩沖層上構建脊形波導，形成偏振分束旋轉器主體，其特征在于，所述脊形波導由三段結構組成：

第一段為絕熱錐形結構，寬度從W₁漸變到W₂，漸變過程中經過偏振模式轉化臨界寬度W₀，在波導1內部實現(xiàn)TM₀偏振模式到TE₁偏振模式的轉化；

第二段采用非對稱耦合結構和絕熱錐形結構，該絕熱錐形位于波導1，其末端寬度設為W₃，波導2為直波導，寬度設為W₆；實現(xiàn)波導1到波導2的偏振分束和旋轉；

第三段為一個Y分支結構，通過一個S形彎曲結構與第二段連接，實現(xiàn)第二級偏振分束和旋轉，Y分支的兩個分支寬度分別為W₄和W₅，進行二級濾波以提高偏振消光比。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于絕熱錐形非對稱耦合與Y分支的硅基偏振分束旋轉器，其特征在于，所述第二段結構中，波導1中的TE₁偏振模式與波導2中的TE₀滿足相位匹配條件：

n_eff1(TE₁)＝n_eff2(TE₀) (1)

其中，n_eff1(TE₁)表示波導1中TE₁偏振模式的有效折射率，n_eff2(TE₀)表示波導2中TE₀偏振模式的有效折射率。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于絕熱錐形非對稱耦合與Y分支的硅基偏振分束旋轉器，其特征在于，所述第三段結構中，滿足偏振模式分類原理條件：

|neff_W3(TE₁)-neff_w4(TM₀)|＞|neff_W3(TE₁)-neff_w5(TE₀)| (2)

其中，neff_w3(TE₁)和neff_w4(TM₀)分別表示波導寬度為W₃和W₄時TE₁和TM₀偏振模式的有效折射率，neff_w5(TE₀)表示波導寬度為W₅時TE₀偏振模式的有效折射率。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于絕熱錐形非對稱耦合與Y分支的硅基偏振分束旋轉器，其特征在于，所述第一段長度L₁設為18μm；第二段的長度L₂設為83μm；第三段長度L₃設為39μm；包括各段之間的連接區(qū)，最終該偏振分束旋轉器總長度約為155μm；

所述W₀＝0.67μm、W₁＝0.65μm、W₂＝0.7μm、W₃＝1μm、W₄＝0.55μm、W₅＝0.48μm、W₆＝0.4μm。