[发明专利]基于对称三波导与亚波长结构的偏振无关的功率分配器

权利要求书

1.一种基于对称三波导与亚波长结构的偏振无关的功率分配器，其特征在于：该功率分配器采用绝缘硅片平台制造，功率分配器最底层为硅基衬底(8)，硅基衬底(8)上表面为掩埋氧化层(9)，在掩埋氧化层(9)上表面分布有硅波导层(11)，硅波导层(11)覆盖有上包层(10)，其中：

硅波导层(11)包括输入通道(1)、右路直通通道(2)、中路直通通道(3)、左路直通通道(4)、右输出通道(5)和左输出通道(6)，且所有通道的材质均为硅波导；

右路直通通道(2)、中路直通通道(3)和左路直通通道(4)平行且对齐布置，构成对称三波导定向耦合器结构(7)，且左路直通通道(4)与右路直通通道(2)宽度保持一致；

对称三波导定向耦合器结构(7)的一侧设置有输入通道(1)，且输入通道(1)与中路直通通道(3)的一端相连接；

对称三波导定向耦合器结构(7)的另一侧设置有右输出通道(5)和左输出通道(6)，右输出通道(5)与右路直通通道(2)的一端相连接，左输出通道(6)与左路直通通道(4)的一端相连接，且右输出通道(5)的右侧面与右路直通通道(2)的右侧面对齐，左输出通道(6)左侧面与左路直通通道(4)左侧面对齐；

对称三波导定向耦合器结构(7)中右路直通通道(2)的左侧面、左路直通通道(4)的右侧面、中路直通通道(3)的左右两侧面均附有亚波长光栅结构；

输入通道(1)的左右两侧附有锥形亚波长光栅结构组成过渡结构，且过渡结构中锥形亚波长光栅结构和输入通道(1)的宽度之和与中路直通通道(3)和其左右附有的亚波长光栅结构的宽度之和相等；

右输出通道(5)的左侧面和左输出通道(6)的右侧面附有锥形亚波长光栅结构，且右输出通道(5)和其左侧面上的锥形亚波长光栅宽度之和与右路直通通道(2)和其左侧面上的亚波长光栅结构宽度之和相等，左输出通道(6)和其右侧面上的锥形亚波长光栅宽度之和与左路直通通道(4)和其右侧面上的亚波长光栅结构宽度之和相等；

所述的亚波长光栅结构和锥形亚波长光栅结构均由高折射材料层和低折射率材料层交替组成；其中一个高折射率材料层与一个低折射率材料层构成一个周期，若高折射率材料沿通道方向的长度为a，两者组成的周期为Λ，则占空比定义为f＝a/Λ，所述的亚波长光栅结构和锥形亚波长光栅结构具有相同的周期与占空比。

2.如权利要求1所述的一种基于对称三波导与亚波长结构的偏振无关的功率分配器，其特征在于：所述的右路直通通道(2)与其左侧面的亚波长光栅结构的宽度之和、左路直通通道(4)与其右侧面的亚波长光栅结构的宽度之和均为490nm～500nm，其中右路直通通道(2)左侧面上的亚波长光栅结构和左路直通通道(4)右侧面上亚波长光栅结构的宽度均为200nm～250nm、周期均为200nm～240nm、占空比均为45％～50％；中路直通通道(3)与其左右两侧面上的亚波长光栅结构的宽度之和为510nm～570nm，其中左右两侧面的亚波长光栅结构的宽度分别为130nm～160nm、周期为200nm～240nm、占空比为45％～50％。

3.如权利要求1所述的一种基于对称三波导与亚波长结构的偏振无关的功率分配器，其特征在于：中路直通通道(3)的宽度与输入通道(1)和中路直通通道(3)的接触端的宽度相同，为245～255nm；右路直通通道(2)的宽度与输出通道(5)和右路直通通道(2)的接触端的宽度相同，为250nm～300nm；左路直通通道(4)的宽度与输出通道(6)和左路直通通道(4)的接触端的宽度相同，为250nm～300nm；右路直通通道(2)的宽度与左路直通通道(4)的宽度保持相同。

4.如权利要求1所述的一种基于对称三波导与亚波长结构的偏振无关的功率分配器，其特征在于：所述的输入通道(1)的宽度从与中路直通通道(3)接触端至远端由245～255nm过渡至490nm～500nm，且其宽度与左右两侧附有的过渡结构中锥形亚波长光栅结构宽度之和为510nm～570nm，光栅的周期为200nm～240nm、占空比为45％～50％。