[发明专利]偏振分束器-偏振旋转器结构

说明书

有关申请的交叉参照

本申请是2005年9月8日提交的美国申请11/222,358的部分继续申请。 本申请还是2006年7月28日提交的美国申请11/495,201的部分继续申请，它 们均明确引用在此作为参考。

联邦资助研究或开发的相关声明

不适用。

背景技术

本发明一般涉及用于分离输入光信号的偏振模式、使这些偏振模式旋转、 再使旋转后的偏振模式重新组合的方法与装置。

光是一种矢量场，它具有两个主要的且正交的偏振态或矢量方向。通常， 这些偏振态在自由空间光学中被称为S和P偏振，或被称为光波导的TE(横 向电场)和TM(横向磁场)模式。光波导和光学器件的性能通常对偏振态很 敏感。即，器件的响应随偏振态变化而变化。这一点在电介质基板上所制造的 集成光波导中特别显著。

许多光学组件对输入的偏振态不敏感。在光纤远程通信中，光信号在光纤 上前进任何一段距离之后的偏振态是未知的、随机的且随时间变化的(因为环 境中有诸多干扰)。然而，许多器件仍然对偏振有一定程度的敏感性，这影响 了最终的性能、产量和成本。

有这样一些应用，其中需要在空间上分离输入光信号的TE和TM偏振态， 使得可以单独地操纵每一个偏振态，例如，PMD(偏振模色散)补偿器，其中 需要使信号在这两个状态上的色散相等。然而，当输入光信号被分离时，或者 当信号被旋转时，通常会有误差被引入到该信号中，这是因为偏振分束器或偏 振旋转器的无效所导致的。这种误差包括无效分离的TE和/或TM模式或者无 效旋转的TE或TM模式。

期望有一种能从主要的正交分量中基本上除去光信号的误差分量的装置 和方法。

附图说明

图1是本发明的偏振分束器-辅助式偏振旋转器的一个实施方式的示意图。

图2是根据本发明构造的偏振分束器-辅助式偏振旋转器的一个实施方式 的顶视图。

图3是图1所示装置的顶视图，其中指明了偏振模式以及误差分量的路径。

图4是TM+TE模式及其误差分量在穿过和耦合穿过波导结构时的路径的 示意图。

图5是本发明的偏振分束器-辅助式偏振旋转器的备选实施方式的示意图。

图6是本发明的另一个备选实施方式的示意图。

图7是用于制造图2所示装置的抗蚀剂掩模排列方式的示意图。

具体实施方式

本发明预期一种偏振分束器-偏振旋转器-偏振光束组合器结构，它包括： 一对偏振旋转器，使偏振分束器有效地连接到这两个偏振旋转器的输入端；以 及偏振光束组合器，它有效地连接到这两个偏振旋转器的输出端，以及本发明 还预期一种用于使包括TE和TM模式的光信号纯化的方法。

在本发明的系统和方法中，包括TE和TM模式的偏振光被分成分离的TE 和TM模式(和误差分量)，被旋转以增强TE和TM模式的均一性，再被重 新组合，由此，从主要的TE和TM模式中分离出不期望有的偏振误差和泄漏 模式以提供主要的光输出，该主要的光输出在TE和TM模式方面是高度纯化 的，使得在主要的输出信号中仅存在二阶误差模式。

图1所示的是本发明的示意图，所示的是一种光学结构，它包括偏振分束 器，该偏振分束器具有一对输出，每一个输出有效地连接到偏振旋转器，每一 个偏振旋转器具有有效地连接到偏振光束组合器的输出。在较佳的实施方式 中，图1的光学结构是在芯片上整体构成的单片结构。

图2示出了本发明的一个实施方式，并且用标号10来表示(这里也被称 为“系统10”)。