[发明专利]一种适用于集成光波导的色散控制方法和集成光波导

权利要求书

1.一种适用于集成光波导的色散控制方法，其特征在于，包括：

获取工作波段和目标色散值；

根据所述工作波段确定所述集成光波导中的宽度较小的第一波导的宽度值和宽度较大的第二波导的宽度值，使得所述第一波导的基模和所述第二波导的二阶模在所述工作波段的有效折射率相等；

控制所述第一波导和所述第二波导之间的间隔距离，使得所述工作波段的电磁波的色散值达到所述目标色散值；

还包括：

若所述目标色散值为零色散或者反常色散，则将所述工作波段的电磁波从预设的波导模式变换器的第一输入端口输入，使得经所述波导模式变换器后变为反对称复合模式的电磁波从所述波导模式变换器的输出端口输出后，进入所述第一波导和所述第二波导中，以达到所述目标色散值；

若所述目标色散值为正常色散，则将所述工作波段的电磁波从所述波导模式变换器的第二输入端口输入，使得经所述波导模式变换器后变为对称复合模式的电磁波从所述波导模式变换器的输出端口输出后，进入所述第一波导和所述第二波导中，以达到所述目标色散值；

其中，所述第一输入端口的宽度值小于所述第二输入端口的宽度值；所述波导模式变换器的输出端口包括与所述第一输入端口对应的第一输出端口，和与所述第二输入端口对应的第二输出端口。

2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，还包括：

若将反对称复合模式的电磁波转换为基模状态的电磁波，则将反对称复合模式的电磁波从所述波导模式变换器的输出端口输入，从所述第一输入端口输出基模状态的电磁波；

若将对称复合模式的电磁波转换为二阶模状态的电磁波，则将对称复合模式的电磁波从所述波导模式变换器的输出端口输入，从所述第二输入端口输出二阶模状态的电磁波。

3.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，还包括：

所述波导模式变换器的所述第一输入端口和所述第一输出端口之间包括级联的第一锥形波导和第一宽度渐变波导，所述波导模式变换器的所述第二输入端口和所述第二输出端口之间包括级联的第二锥形波导和第二宽度渐变波导；

其中，所述第一锥形波导的一端与所述第一输入端口连接，且在所述第一锥形波导和所述第一输入端口的连接处二者宽度值相等；

所述第一锥形波导的另一端连接所述第一宽度渐变波导的一端，在所述第一锥形波导和第一宽度渐变波导的连接处二者宽度值相等，且所述第一锥形波导与所述第一宽度渐变波导连接的一端的宽度值小于所述第一波导的宽度值；

所述第一宽度渐变波导的另一端与所述第一输出端口连接，且在所述第一宽度渐变波导和所述第一输出端口的连接处二者宽度值相等；

所述第二锥形波导的一端与所述第二输入端口连接，且在所述第二锥形波导和所述第二输入端口的连接处二者宽度值相等；

所述第二锥形波导的另一端连接所述第二宽度渐变波导的一端，在所述第二锥形波导和第二宽度渐变波导的连接处二者宽度值相等，且所述第二锥形波导与所述第二宽度渐变波导连接的一端的宽度值大于所述第二波导的宽度值；

所述第二宽度渐变波导的另一端与所述第二输出端口连接，且在所述第二宽度渐变波导和所述第二输出端口的连接处二者宽度值相等。

4.根据权利要求3中所述的方法，其特征在于，所述第一宽度渐变波导在与所述第一锥形波导连接处至与所述第一输出端口连接处之间的宽度值按照第一预设函数变化；

所述第一预设函数至少包括线性函数、分段函数、二次函数、指数函数、分段式二次函数中的一种；

所述第二宽度渐变波导在与所述第二锥形波导连接处至与所述第二输出端口连接处之间的宽度值按照第二预设函数变化；

所述第二预设函数至少包括线性函数、分段函数、二次函数、指数函数、分段式二次函数中的一种。

5.一种集成光波导，其特征在于，包括：

下包层、设置在所述下包层上表面的第一波导和第二波导、覆盖于所述第一波导和所述第二波导和所述下包层上表面的上包层；

所述集成光波导中的宽度较小的第一波导的宽度和宽度较大的第二波导的宽度根据工作波段确定，以使得所述第一波导的基模和所述第二波导的二阶模在所述工作波段的有效折射率相等；

所述第一波导和所述第二波导之间的间隔距离根据目标色散值确定，以使得所述工作波段的电磁波的色散值达到所述目标色散值；

还包括波导模式变换器；

其中，所述波导模式变换器包括第一输入端口、第一输出端口、第二输入端口和第二输出端口，所述第一输出端口连接所述第一波导，所述第二输出端口连接所述第二波导；

所述波导模式变换器的所述第一输入端口和所述第一输出端口之间包括级联的第一锥形波导和第一宽度渐变波导，所述波导模式变换器的所述第二输入端口和所述第二输出端口之间包括级联的第二锥形波导和第二宽度渐变波导；

其中，所述第一锥形波导的一端与所述第一输入端口连接，且在所述第一锥形波导和所述第一输入端口的连接处二者宽度值相等；

所述第一锥形波导的另一端连接所述第一宽度渐变波导的一端，在所述第一锥形波导和第一宽度渐变波导的连接处二者宽度值相等，且所述第一锥形波导与所述第一宽度渐变波导连接的一端的宽度值小于所述第一波导的宽度值；

所述第一宽度渐变波导的另一端与所述第一输出端口连接，且在所述第一宽度渐变波导和所述第一输出端口的连接处二者宽度值相等，且在所述第一宽度渐变波导和所述第一输出端口的连接处的宽度值等于所述第一波导的宽度值；

所述第二锥形波导的一端与所述第二输入端口连接，且在所述第二锥形波导和所述第二输入端口的连接处二者宽度值相等；

所述第二锥形波导的另一端连接所述第二宽度渐变波导的一端，在所述第二锥形波导和第二宽度渐变波导的连接处二者宽度值相等，且所述第二锥形波导与所述第二宽度渐变波导连接的一端的宽度值大于所述第二波导的宽度值；

所述第二宽度渐变波导的另一端与所述第二输出端口连接，且在所述第二宽度渐变波导和所述第二输出端口的连接处二者宽度值相等，且在所述第二宽度渐变波导和所述第二输出端口的连接处的宽度值等于所述第二波导的宽度值。