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专利号: 2021106074831
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:

1.一种基于贝塞尔曲线渐变型波导的紧凑片上偏振分束旋转器,其特征在于,包括衬底(1),所述衬底(1)的表面设置有波导结构;

所述波导结构包括相互平行的普通输出波导(2)和特殊结构波导(3),两者以空气间隙Wgap为媒介隔开;所述普通输出波导(2)结构为长方体,记输入到输出的方向为+Z方向,则所述特殊结构波导(3)由沿+Z方向依次前后级联的输入引导区域(4)、贝塞尔曲线渐变型区域(5)、不对称定向耦合区域(6)及输出引导区域(7)组成;所述普通输出波导(2)在+Z方向上对应于不对称定向耦合区域(6)及输出引导区域(7);

记所述贝塞尔曲线型渐变区域(5)的长度为Ltp,确定外轮廓的三阶贝塞尔曲线的极点分别位于该区域波导的前端点、P2、P3及后端点处,其中P2点位置在+X方向位置上与所述后端点相同,+Z方向上位于Ltp的1/3位置,P3点位置在+X方向位置上与所述前端点相同,+Z方向上位于Ltp的2/3位置;

所述输入引导区域(4)的宽度记为W1,与输出引导区域(7)的最末端宽度相等;所述不对称定向耦合区域(6)的宽度记为W2,即所述贝塞尔曲线型渐变区域(5)的前端宽度为W1、后端宽度为W2,所述特殊结构波导(3)整体的宽度由W1增大至W2、再由W2减小至W1;

所述普通输出波导(2)的宽度记为W3,W3小于W1;

W1 =0.5μm,W2=0.86μm,W3=0.425μm,Ltp=34μm,Ldc=18μm,Wgap=0.1μm。

2.如权利要求1所述的一种基于贝塞尔曲线渐变型波导的紧凑片上偏振分束旋转器,其特征在于,所述衬底(1)的材料为二氧化硅。

3.如权利要求1所述的一种基于贝塞尔曲线渐变型波导的紧凑片上偏振分束旋转器,其特征在于,所述输入引导区域(4)、贝塞尔曲线渐变型区域(5)、不对称定向耦合区域(6)及输出引导区域(7)均由硅制成。

4.如权利要求1所述的一种基于贝塞尔曲线渐变型波导的紧凑片上偏振分束旋转器,其特征在于,所述衬底(1)的厚度为2μm,所述普通输出波导(2)和特殊结构波导(3)的厚度分别为220nm。

5.如权利要求1所述的一种基于贝塞尔曲线渐变型波导的紧凑片上偏振分束旋转器,其特征在于,所述贝塞尔曲线型渐变区域(5)的宽度沿+Z方向逐渐变宽,其外轮廓形状由三阶贝赛尔曲线定义。

6.如权利要求5所述的一种基于贝塞尔曲线渐变型波导的紧凑片上偏振分束旋转器,其特征在于,所述输出引导区域(7)的宽度沿+Z方向呈线性递减。