[发明专利]一种多通道双偏振模式复用-解复用器

说明书

本发明公开了一种多通道双偏振模式复用‑解复用器。输入光波导另一端连接到多条多模组合波导相依次连接后的一端，弯曲渐变波导的大端与偏振分束器连接，偏振分束器的两个输出端分别与输出横电/磁模单模光波导；多模组合波导由输入多模光波导、演化区宽锥形光波导和输出多模光波导组成，弯曲渐变波导由前S形弯曲光波导结构、演化区窄锥形光波导和后S形弯曲光波导结构组成，演化区宽锥形光波导和演化区窄锥形光波导接近并发生超模演化。本发明将多路信号分别加载至同一条多模组合波导的本征模上，形成模式偏振复用，用于模式偏振复用光信等系统，具有工艺简便、结构简单、大带宽高消光比等优点。

技术领域

本发明涉及一种复用-解复用器，尤其是涉及用于偏振以及模式复用系统的 一种多通道双偏振模式复用-解复用器。

背景技术

随着平面光波导集成器件技术的日益发展，单片集成器件数快速地增加， 集成系统复杂度迅速地提高，怎样充分利用信号光不同的偏振以及各阶模式来 增加通讯容量提高带宽日益引起人们的关注。

由于在光纤或波导中每一个模式都是正交独立的解，每个模式在空间上相 互叠加的。同多芯复用相比，其具有更小的体积，更高的信息密度，可以实现 更高的集成度，在集成的角度上有更大的优势，尤其对于的数据中心等短距离 大带宽的通信具有更大的吸引力。此外由于大多数平面光波导器件具有很强的 偏振相关性，因此能够在片上灵活的对不同偏振的分离和转化，实现器件的偏 振透明，有助于减少器件设计的工作量，减小系统的尺寸和复杂度。多种复用 方式混合使用可以实现更多的通信通道，更大带宽的光链路，有效的提高光的 信息密度，是未来互连的发展方向。

在器件的性能要求方面，模式偏振复用器，其对性能有非常高的要求。一 方面，要求器件拥有尽量大的带宽，在大量器件集成的系统中，不会成为限制 整个系统带宽的瓶颈；另一方面，要求器件能够有较大的消光比，在高速通信 系统中尽量减小串扰，也为后续器件的设计留有一定的余量。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提出了一种多通道双偏振模式复 用-解复用器。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括输入光波导、多模组合波导和弯曲渐变波导，输入光波导一端 作为复用-解复用器的输入/输出端，输入光波导另一端连接到多条多模组合波 导相依次连接后的一端，多条多模组合波导相依次连接后的另一端作为复用-解 复用器其中一个输出/输入端，每条多模组合波导与其附近设置的弯曲渐变波导 相耦合连接，弯曲渐变波导的大端均与偏振分束器的输入端连接，偏振分束器 的两个输出端分别与输出横电模单模光波导和输出横磁模单模光波导，输出横 电模单模光波导和输出横磁模单模光波导作为复用-解复用器其余的输出/输入 端。

每条所述多模组合波导均由输入多模光波导、演化区宽锥形光波导和输出 多模光波导组成，每条所述弯曲渐变波导均由前S形弯曲光波导结构、演化区 窄锥形光波导和后S形弯曲光波导结构依次连接而成，每条所述多模组合波导 中的演化区宽锥形光波导与其对应的所述弯曲渐变波导中的演化区窄锥形光波 导接近并发生超模演化，使得对应的演化区宽锥形光波导和演化区窄锥形光波 导形成演化区。

每处演化区的演化区宽锥形光波导和演化区窄锥形光波导之间的间距相 同，并且演化区宽锥形光波导和演化区窄锥形光波导之间的每处间距相同。

每个所述演化区处附近的输入多模光波导、演化区宽锥形光波导、输出多 模光波导、前S形弯曲光波导结构、演化区窄锥形光波导和后S形弯曲光波导 结构的长度或者宽度或者长度和宽度组合的尺寸使得经过所述演化区宽锥形光 波导的最高阶的横电模和横磁模先逐渐耦合演化成主要限制在演化区窄锥形光 波导中的超模，然后完全演化成限制在后S形弯曲光波导结构中的横电模基模 和横磁模基模。