[发明专利]基于截面L形波导和非对称Y分支的偏振旋转与合束器

说明书

本发明公开了一种基于截面L形波导和非对称Y分支的偏振旋转与合束器，包括截面为L形的波导和分支波导高度不同的Y分支，偏振旋转与合束器通过所述L形波导和Y分支，实现偏振态的转换、合束或分束。本发明，采用分支波导高度不同的非对称Y分支，实现一个分支端口入射的TE₀模与类TE₁模之间的高效率转换，同时另一个分支入射的TE₀模保持不变。合束后的两个模式入射到宽度变化的截面为L形的波导中，经过波导后，类TE₁模转化为TE₀模，而TE₀模依然保持不变，从而实现了高效的偏振旋转合束功能，因此本发明具有带宽高、工艺复杂度低、集成度高、容差大、制作成本低以及成品率高等特点。

技术领域

本发明涉及光通信器件领域，具体涉及一种基于截面L形波导和非对称Y分支的偏振旋转与合束器。

背景技术

集成化偏振旋转与合束器是光通信中偏振复用等应用的一个重要器件。

目前使用的集成化偏振旋转与合束器可归纳为两种，第一种是级联分离的偏振旋转器和合束器，由于多个器件级联，可能引入额外的插损，降低工作带宽，同时增加了器件的尺寸。

第二种是单个器件同时具有偏振旋转和合束的功能，其常用结构又分为以下两种：一是非对称定向耦合器，定向耦合器的其中一根波导为直线形或者宽度渐变的条波导，另一根波导是部分刻蚀截面形状为L的波导或者是亚波长光栅结构的条波导，这种结构的器件要么对定向耦合器的带隙较为敏感以致成品率不高，要么长度很长降低了集成度，或者需要较高的加工精度最终导致制作成本较高；二是T型脊波导连接宽度非对称定向耦合器或者非对称Y分支，宽度非对称定向耦合器对带隙也较为敏感，所以成品率也不高，而对于和倒T形连接的非对称Y分支，由于两个分支波导的高度相同，需要同时光刻和刻蚀，所以很难将开始分支处的尖端写出并刻出来，以致实际做出来的器件效率偏低。

现有的集成化偏振旋转与合束器存在损耗高、带宽低、集成度低、成品率低以及制作成本较高等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的集成化偏振旋转与合束器存在损耗高、带宽低、集成度低、成品率低以及制作成本较高等问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种基于截面L形波导和非对称Y分支的偏振旋转与合束器，包括截面为L形的波导和分支波导高度不同的Y分支，偏振旋转与合束器通过所述L形波导和Y分支，实现偏振态的转换、合束或分束。

在上述方案中，所述分支波导高度不同的Y分支依次包括：

第一直波导(1)，其左端为输入或输出端；

弯曲波导(5)，其左端为输入或输出端；

所述截面为L形的波导依次包括：

第一梯形波导(2)，其左端与所述第一直波导(1)的右端连接，所述第一直波导(1)的右端与所述第一梯形波导(2)的左端宽度相等，所述第一梯形波导(2)为一段或多段波导；

第二梯形波导(3)，其左端与所述第一梯形波导(2)的右端连接，所述第一梯形波导(2)的右端与所述第二梯形波导(3)的左端宽度相等，所述第二梯形波导(3)为一段或多段波导；

第三梯形波导(4)，其左端与所述第二梯形波导(3)的右端连接，所述第二梯形波导(3)的右端与所述第三梯形波导(4)的左端宽度相等，所述第三梯形波导(4)为一段或多段波导；

第四梯形波导(6)，其左端与所述弯曲波导(5)的右端连接，所述弯曲波导(5)的右端与所述第四梯形波导(6)的左端宽度相等，所述第四梯形波导(6)为一段或多段波导；