1.偏振无关的三维集成双层光栅耦合器，包括

两个一维的光栅耦合器：由顶层光栅和底层光栅分别位于上下两个波导层中，两层光栅的方向相互正交组成。顶层光栅作为与单模光纤相连的光耦合接口，底层光栅位于顶层光栅的垂直下方，作为底层波导层的光耦合接口；

一个隔离层：隔离层位于顶层光栅和底层光栅之间，作为顶层光栅的下包层同时也是底层光栅的上包层；

一个埋氧层：埋氧层位于底层光栅和硅衬底之间，作为底层光栅的下包层；

一个双介质包层结构：由相较顶层波导材料折射率较低的两层材料组成，位于顶层光栅的上方，用于抑制顶层光栅对入射光的向上反射。

2.根据权利要求1所述的偏振无关的三维集成双层光栅耦合器，两个单向的光栅耦合器中光栅结构都为变迹光栅结构，由啁啾光栅部分和均匀光栅部分组成。其中啁啾光栅部分用来形成类高斯型输出场，与光栅耦合器的模场匹配以提高耦合效率。均匀光栅部分功能为光栅布拉格反射器，用以保证光栅的单向耦合特性。

3.所述的偏振无关的三维集成双层光栅耦合器，由顶层光栅和底层光栅分别位于上下两个波导层中，两层光栅的方向相互正交组成，其垂直方向上正交交叠部分为啁啾光栅部分。光输入输出耦合时，光纤位置中心均位于啁啾光栅部分。

4.根据权利要求1所述的偏振无关的三维集成双层光栅耦合器，其中隔离层位于顶层光栅和底层光栅之间，作为顶层光栅的下包层同时也是底层光栅的上包层，与硅衬底和底层光栅共同构成了SOI结构。

5.根据权利要求1所述的偏振无关的三维集成双层光栅耦合器，其中埋氧层位于底层光栅和硅衬底之间，作为底层光栅的下包层将衬底和底层光栅隔离，同时埋氧层也是底层光栅的上包层，使得底层光栅的向上反射减少向下透射增加。

6.根据权利要求1所述的偏振无关的三维集成双层光栅耦合器，双介质包层结构由相较顶层波导材料折射率较低的两层材料组成。第一层用作折射率匹配层，第二层为整个光栅耦合器结构提供良好的抗反射性能。通过双介质包层结构，将向上光反射损耗抑制到最低。