[发明专利]偏振不敏感的波分复用型硅基光接收芯片

权利要求书

1.偏振不敏感的波分复用型硅基光接收芯片，其特征在于，其中包括：

模斑变换器，将光纤中的光信号耦合至硅基光接收芯片内，

偏振分束器，所述偏振分束器的输入端与所述模斑变换器的输出端相连接，将所述光信号偏振分离成相互正交的横磁场TM模偏振光和横电场TE模偏振光，并分别将其分配到第一、第二硅波导中，

偏振旋转器，所述偏振旋转器的输入端与所述偏振分束器的第一输出端相连接，将其中的横磁场TM模偏振光光信号的偏振态转换成横电场TE模偏振光，使第一、第二硅波导中的光信号的偏振态相同，

光均衡器，包括光衰减器和光延迟线，其中，所述光延迟线的输入端与所述偏振旋转器的输出端相连接，所述光延迟线对第一硅波导中的横电场TE模偏振光进行延迟，以与所述第二硅波导中的横电场TE模偏振光适配时域同步；所述光衰减器的输入端与所述偏振分束器的第二输出端相连接，所述光衰减器对第二硅波导中的横电场TE模偏振光引入固定量的光损耗，以实现与所述第一硅波导中的横电场TE模偏振光适配功率均衡，

分光器，包括分别与所述光延迟线的输出端、所述光衰减器的输出端相连接的第一、第二分光器，所述第一、第二分光器分别将第一、第二硅波导中光信号中波长相同的部分对应下载，

多个光电探测器，每个光电探测器的两端分别与所述第一、第二分光器的一个输出端相对应，被下载的同一波长且分别来自所述第一、第二分光器中的两路光分别入射到同一光电探测器的两端，实现偏振不敏感的光探测功能。

2.如权利要求1所述的偏振不敏感的波分复用型硅基光接收芯片，其特征在于，所述模斑变换器采用SiO₂覆盖式硅倒锥耦合结构，所述模斑变换器的端面与光纤端面相接，利用光模式挤压或消逝场耦合效应将入射光纤的光信号的模斑直径逐渐减小至与所述第一、第二硅波导宽度适配。

3.如权利要求1所述的偏振不敏感的波分复用型硅基光接收芯片，其特征在于，所述偏振分束器采用定向耦合器结构或者多模干涉器结构，其材料采用硅或者Si₃N₄或者SiO_xN_y或者硅、Si₃N₄和SiO_xN_y的复合材料。

4.如权利要求1所述的偏振不敏感的波分复用型硅基光接收芯片，其特征在于，所述偏振旋转器采用级联taper结构或者定向耦合器结构或者多模干涉器结构；其材料采用硅或者Si₃N₄或者SiO_xN_y或者硅、Si₃N₄和SiO_xN_y的复合材料。

5.如权利要求1所述的偏振不敏感的波分复用型硅基光接收芯片，其特征在于，所述光延迟线由一段无源光波导构成，其宽度和长度可匹配所述第一、第二硅波导两个光学通道的光程；其材料采用硅或者Si₃N₄或者SiO_xN_y或者硅、Si₃N₄和SiO_xN_y的复合材料。

6.如权利要求1所述的偏振不敏感的波分复用型硅基光接收芯片，其特征在于，所述光衰减器采用固定光衰减器或者可调光衰减器。

7.如权利要求1所述的偏振不敏感的波分复用型硅基光接收芯片，其特征在于，所述第一、第二分光器结构相同，均采用1×N分光器，N≥1；其材料采用硅或者Si₃N₄或者SiO_xN_y或者硅、Si₃N₄和SiO_xN_y的复合材料。

8.如权利要求7所述的偏振不敏感的波分复用型硅基光接收芯片，其特征在于，所述第一、第二分光器采用阵列波导光栅或者刻蚀衍射光栅或者级联型马赫曾德分光器或者光学微腔型分光器。

9.如权利要求1所述的偏振不敏感的波分复用型硅基光接收芯片，其特征在于，所述光电探测器采用锗硅波导型光探测器或者硅基III-V异质集成光电探测器或者硅基石墨烯光电探测器。