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专利号: 202011176432X
申请人: 西安邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 光学
更新日期:2023-11-20
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于反向双锥非对称耦合的超宽带片上偏振分束旋转器,衬底(1)和位于衬底(1)顶部的输入和输出波导;其中衬底(1)为SOI结构,其特征在于:所述输入和输出波导包括输入引导波导(2)、输出引导波导(3)及输入锥形波导(4)和输出锥形波导(5),均由硅材料组成;所述输入引导波导(2)、输出引导波导(3)在偏振模耦合区域(6)相互平行,所述输入锥形波导(4)和输出锥形波导(5)位于偏振模耦合区域并分别对应形成于输入引导波导(2)和输出引导波导(3)的顶部;所述输入锥形波导(4)的锥宽沿输入方向逐渐变窄,而输出锥形波导(5)的锥宽沿输入方向逐渐变宽,使得TM0模式注入时,因输入端TM0模式与cross端TE0模式的有效折射率曲线变化趋势相反实现两模式的有效折射率在波导某一截面上相等;

所述偏振模耦合区域由两条渐变脊型波导构成,其中输入端波导的脊宽沿Z方向逐渐变窄,而输出端的脊宽沿Z方向逐渐变宽。

2.如权利要求1所述的一种基于反向双锥非对称耦合的超宽带片上偏振分束旋转器,其特征在于,所述输入引导波导(2)与输出引导波导(3)之间以空气间隙为媒介隔开。

3.如权利要求1所述的一种基于反向双锥非对称耦合的超宽带片上偏振分束旋转器,其特征在于,设偏振模耦合区域(6)的长度为L c,输入引导波导(2)、输出引导波导(3)及输入锥形波导(4)和输出锥形波导(5),输入引导波导(2)的宽度为W s1,输出引导波导(3)的宽度为W s2,输入锥形波导(4)的锥宽为W t1,输出锥形波导(5)的锥宽为W t2,则在输入端口上W t1与W s1相等,沿着Z方向线性减小,经过长度L c后,W t1变为零;cross端口上W t2沿着Z方向从零线性变宽,经过长度Lc后,W t2与W s2相等。

4.如权利要求1所述的一种基于反向双锥非对称耦合的超宽带片上偏振分束旋转器,其特征在于,所述衬底(1)的硅层厚度H co=220nm,底层埋氧化物厚度为2μm。

5.如权利要求4所述的一种基于反向双锥非对称耦合的超宽带片上偏振分束旋转器,其特征在于,所述底层埋氧化物为二氧化硅。

6.如权利要求1所述的一种基于反向双锥非对称耦合的超宽带片上偏振分束旋转器,其特征在于,所述输入锥形波导(4)和输出锥形波导(5)分别基于输入引导波导(2)和输出引导波导(3)刻蚀形成,刻蚀最大深度均为H t。

7.如权利要求1所述的一种基于反向双锥非对称耦合的超宽带片上偏振分束旋转器,其特征在于,所述输入引导波导(2)和输入锥形波导(4)的整体高度、输出引导波导(3)和输出锥形波导(5)的整体高度均为H co。

8.如权利要求1所述的一种基于反向双锥非对称耦合的超宽带片上偏振分束旋转器,其特征在于,所述输入引导波导(2)的宽度W s1=1μm,输出引导波导(3)的宽度W s2=0.35μm,偏振模耦合区域(6)的长度L c=520μm,输入锥形波导(4)和输出锥形波导(5)的厚度H t=0.07μm,输入引导波导(2)与输出引导波导(3)的间隙W g=0.12μm。