[发明专利]一种具有大制作容差高偏振消光比的偏振分束器

权利要求书

1.一种具有大制作容差高偏振消光比的偏振分束器，其特征在于，所述偏振分束器在传播方向上，包括一条输入波导、第一多模干涉耦合器、上臂相移波导、下臂相移波导、2×2多模干涉耦合器、两条输出波导；所述输入波导连接第一多模干涉耦合器的输入端，第一多模干涉耦合器的两个输出端分别连接上臂相移波导、下臂相移波导，所述第一多模干涉耦合器把输入波导的光强等分，分别进入上、下臂相移波导，上、下臂相移波导分别连接所述2×2多模干涉耦合器的两个输入端，2×2多模干涉耦合器的两个输出端连接两条输出波导；

所述输入波导、相移波导、输出波导的朝向与晶体的方向具有45～135度的夹角，晶体材料生长方向是[100]；

其中一条相移波导被施加正向偏压、或者在该相移波导上覆盖热电极，用于改变相移波导上的TE偏振光的有效折射率，另一条相移波导臂被施加反向偏压，用于改变相移波导上的TM偏振光的有效折射率，使TE和TM偏振光的相位分别满足2×2多模干涉耦合器的干涉相长相消条件，实现偏振分束。

2.根据权利要求1所述的具有大制作容差高偏振消光比的偏振分束器，其特征在于，调节波导朝向与晶向的夹角大小影响一阶电光效应的强弱，从而影响TE偏振光在反向偏压下的有效折射率变化量。

3.根据权利要求1所述的具有大制作容差高偏振消光比的偏振分束器，其特征在于，波导芯层的厚度直接影响相同电压下的电场强度，进而影响一阶电光效应、二阶电光效应的强弱，合适芯层厚度的选择影响TE偏振光在反向偏压下的有效折射率变化量。

4.根据权利要求1所述的具有大制作容差高偏振消光比的偏振分束器，其特征在于，波导芯层的掺杂程度影响载流子色散效应、能带填充效应的强弱，从而影响TE偏振光在反向偏压下的有效折射率变化量。

5.根据权利要求1所述的具有大制作容差高偏振消光比的偏振分束器，其特征在于，所述偏振分束器的输入输出波导和两臂相移波导均为单模波导，单模波导与第一多模干涉耦合器、2×2多模干涉耦合器的多模波导区相连部分采用锥形渐变波导，以降低连接损耗。

6.根据权利要求1所述的具有大制作容差高偏振消光比的偏振分束器，其特征在于，所述波导芯层附近引入不掺杂的低折射率间隔层，以降低波导盖层和衬底掺杂带来的波导损耗。

7.根据权利要求1所述的具有大制作容差高偏振消光比的偏振分束器，其特征在于，所述波导横截面的结构为P-I-N、N-I-P、N-P-I-N或N-I-P-N型。

8.根据权利要求1所述的具有大制作容差高偏振消光比的偏振分束器，其特征在于，选择上下两臂相移波导的宽度和长度，使得两臂累积的TE偏振光相位差与TM偏振光相位差相差π，以降低实现偏振分束所需反向电压的大小和两臂相移波导的长度。