[发明专利]基于硅基脊型波导的偏振旋转器-分离器/合成器

权利要求书

1.一种集成的偏振旋转器-分离器装置，其特征在于，包括：

输入波导部分；

基于脊型波导的偏振旋转器部分；

基于脊型波导的偏振分离器部分；和

输出波导部分；

所述偏振旋转器部分包括锥形脊型波导，其包括：

第一部分，其包括在所述脊型波导各侧的锥形平板，各锥形平板被配置为绝热地从通道模式耦合光信号到脊模式；和

第二部分，其包括输出侧具有更大宽度的锥形脊，各锥形脊被配置为旋转光信号的TM0-偏振分量至所述脊型波导的更高阶模TEn，并输出所述TEn模至所述偏振分离器部分，其中n大于或等于1，TE0-偏振分量无损地传播并提供给所述偏振分离器部分。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输入波导部分包括配置为接收具有TE0-偏振和TM0-偏振模的光信号的通道型波导。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输出波导部分包括两个由宽度递增的间隙隔开的输出波导，包括：

第一输出波导，其包括连接到脊型非对称定向耦合器的第一分支线的输入端；

第二输出波导，其包括连接到所述脊型非对称定向耦合器的第二分支线的输入端；和

间隙，所述间隙具有位于两个所述输出波导之间递增的宽度，所述间隙配置为抑制两个所述输出波导之间的光耦合。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括绝缘衬底上硅基底，其支撑所述输入波导部分、所述偏振旋转器部分、所述偏振分离器部分和所述输出波导部分。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述绝缘衬底上硅基底的顶部硅层厚度为220±20nm。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述输入波导部分包括脊型波导。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高阶模为TE1模。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述锥形脊型波导的所述第一部分的所述锥形平板的宽度轮廓具有线性锥形轮廓、指数锥形轮廓、二次幂锥形轮廓，或上述列出的锥形轮廓中的一些或全部组合。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述锥形脊型波导的所述第二部分的所述锥形脊的宽度轮廓可具有线性锥形轮廓、指数锥形轮廓、二次幂锥形轮廓，或上述列出的锥形轮廓中的一些或全部组合。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，从TM0模到TEn模的偏振转换效率配置为在所述锥形脊型波导第二部分的中心附近是更高的，并配置为在所述锥形脊型波导的末端附近是更低的，以便所述锥形脊型波导的锥形脊配置对制造工艺更相容。

11.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一输出波导的平板配置为锥形，以逐渐耦合TE0-偏振脊型-模信号至TE0-偏振通道-模。

12.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第二输出波导的平板配置为锥形，以逐渐耦合TE0-偏振脊型-模信号至TE0-偏振通道-模。

13.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述输出波导部分还包括TM-模滤波器和TE1模滤波器。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述TM-模滤波器包括一系列具有几微米小半径的弯曲波导。

15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述TE1模滤波器包括具有配置为支持TE0-模和TM0-模传播的预定波导宽度的通道波导或脊型波导。