[发明专利]一种基于光栅辅助型耦合器的模式上下路复用与解复用器

权利要求书

1.一种基于光栅辅助型耦合器的模式上下路复用与解复用器，其特征在于：包括三个上路单模波导 (1、3、4)、上路模式转换器（2）、总线多模波导（5），两个上路布拉格波导光栅（7、8）、下路模式转换器（16）、三个下路单模波导(12、15、17)、两个下路布拉格波导光栅(10、13)、两个上路耦合区(6、9)、两个下路耦合区(11、14)；两个上路单模波导（3、4）与总线多模波导（5）间的耦合区为两个上路耦合区（6、9），两个下路单模波导（12、15）与总线多模波导（5）间的耦合区为两个下路耦合区（11、14）；第一个上路单模波导（1）通过上路模式转换器（2）与总线多模波导（5）的一端连接，第一个下路单模波导（17）通过下路模式转换器（16）与总线多模波导（5）的另一端连接。

2.根据权利要求1所述的 一种基于光栅辅助型耦合器的模式上下路复用与解复用器，其特征在于：所述的三个上路单模波导(1、3、4)、上路模式转换器（2）、总线多模波导（5）、下路模式转换器（16）和三个下路单模波导(12、15、17)为支持TE和TM模式的条形波导或脊形波导。

3.根据权利要求1所述的 一种基于光栅辅助型耦合器的模式上下路复用与解复用器，其特征在于：所述的第二个上路单模波导（3）和第三个上路单模波导（4）分别位于总线多模波导（5）的两侧，第二个下路单模波导（12）和第三个下路单模波导（15）分别位于总线多模波导（5）的两侧。

4.根据权利要求1所述的 一种基于光栅辅助型耦合器的模式上下路复用与解复用器，其特征在于：所述的第一个上路布拉格波导光栅（8）位于第二个上路单模波导（3）和总线多模波导（5）之间，构成第一上路耦合区（9），第二个上路布拉格波导光栅（7）位于第三个上路单模波导（4）和总线多模波导（5）之间，构成第二上路耦合区（6）；第一个下路布拉格波导光栅(10)位于第二个下路单模波导（12）和总线多模波导（5）之间，构成第一下路耦合区（11），第二个下路布拉格波导光栅(13)位于第三个下路单模波导（15）和总线多模波导（5）之间，构成第二下路耦合区（14）。

5.根据权利要求2 所述的一种基于光栅辅助型耦合器的模式上下路复用与解复用器，其特征在于：所述的第一个上路布拉格波导光栅（8）的周期满足第二个上路单模波导（3）的基模耦合到总线多模波导（5）的二阶模的相位匹配条件, 第二个下路布拉格波导光栅（13）的周期满足总线多模波导（5）的二阶模耦合到第三个下路单模波导（15）的基模的相位匹配条件。

6.根据权利要求2 所述的一种基于光栅辅助型耦合器的模式上下路复用与解复用器，其特征在于：所述的第二个上路布拉格波导光栅（7）的周期满足第三个上路单模波导（4）的基模耦合到总线多模波导（5）的一阶模的相位匹配条件，第一个下路布拉格波导光栅（10）的周期满足总线多模波导（5）的一阶模耦合到第二个下路单模波导（12）的基模的相位匹配条件。

7.根据权利要求2 所述的一种基于光栅辅助型耦合器的模式上下路复用与解复用器，其特征在于：所述的上路模式转换器（2）和下路模式转换器（16）由支持TE和TM模式的渐变条形波导或由支持TE和TM模式的渐变脊形波导组成。

8.根据权利要求2 所述的一种基于光栅辅助型耦合器的模式上下路复用与解复用器，其特征在于：所述的构成两个上路布拉格波导光栅（7、8）和两个下路布拉格波导光栅（10、13）的周期单元形状均为矩形。