[发明专利]一种基于亚波长光栅结构的多模干涉型偏振不敏感功分器

权利要求书

1.一种基于亚波长光栅结构的多模干涉型偏振不敏感功分器，其特征在于：该功分器整体从下至上依次为掩埋氧化层(12)、功分器部件和上包层(13)，上包层(13)覆盖于掩埋氧化层(12)的上表面，功分器部件水平生长于掩埋氧化层(12)的上表面，并被上包层(13)覆盖；

所述功分器部件包括输入波导(1)、输入锥形波导(2)、多模干涉耦合区(3)、第一输出锥形波导(4)、第二输出锥形波导(5)、第一输出波导(6)、第二输出波导(7)、输入端锥形亚波长光栅结构(8)和亚波长光栅结构(9)；在多模干涉耦合区(3)内部从左至右在中轴线处蚀刻有亚波长光栅结构(9)，多模干涉耦合区(3)的左端与输入锥形波导(2)宽的一端连接，输入锥形波导(2)窄的一端与输入波导(1)连接，多模干涉耦合区(3)的右端分别与第一输出锥形波导(4)宽的一端、第二输出锥形波导(5)宽的一端连接，且第一输出锥形波导(4)和第二输出锥形波导(5)以多模干涉耦合区(3)中轴线为对称轴相互对称布置，第一输出锥形波导(4)窄的一端连接有第一输出波导(6)，第二输出锥形波导(5)窄的一端连接有第二输出波导(7)；

输入锥形波导(2)内部蚀刻有锥形亚波长光栅结构(8)，锥形亚波长光栅结构(8)宽的一端与亚波长光栅结构(9)相连。

2.如权利要求1所述的一种基于亚波长光栅结构的多模干涉型偏振不敏感功分器，其特征在于：所述多模干涉耦合区(3)与输入锥形波导(2)相连的一端，以中轴线对称的在端面两侧蚀刻有第一等腰直角三角形蚀刻区(10)、第二等腰直角三角形蚀刻区(11)，蚀刻深度与功分器其他部件厚度一致，且蚀刻后该端面宽度与相连接的输入锥形波导(2)的端面宽度相同。

3.如权利要求1所述的一种基于亚波长光栅结构的多模干涉型偏振不敏感功分器，其特征在于：所述输入波导(1)、第一输出波导(6)和第二输出波导(7)均为宽度相同的单模波导，多模干涉耦合区(3)为多模波导。

4.如权利要求1所述的一种基于亚波长光栅结构的多模干涉型偏振不敏感功分器，其特征在于：所述的第一输出锥形波导(4)和第二输出锥形波导(5)的最大宽度小于输入锥形波导(2)的最大宽度。

5.如权利要求1所述的一种基于亚波长光栅结构的多模干涉型偏振不敏感功分器，其特征在于：所述的多模干涉耦合区(3)长度与亚波长光栅结构(9)长度相等；锥形亚波长光栅结构(8)的长度小于输入锥形波导(2)；锥形亚波长光栅结构(8)的最大宽度与亚波长光栅结构(9)宽度相同为0.05～0.1μm,且亚波长光栅结构(9)的宽度小于多模干涉耦合区(3)宽度的0.05倍。

6.如权利要求1所述的一种基于亚波长光栅结构的多模干涉型偏振不敏感功分器，其特征在于：所述的多模干涉耦合区(3)的长度为拍长的3/8，拍长L_Π计算公式如下：

式中β₀和β₂分别为多模干涉耦合区(3)中被激发的最低阶的两个模式即基模和二阶模的传播常数。

7.如权利要求1所述的一种基于亚波长光栅结构的多模干涉型偏振不敏感功分器，其特征在于：所述的功分器部件包含的各个部件的厚度相同，均为0.18μm～0.34μm，锥形亚波长光栅结构(8)和亚波长光栅结构(9)蚀刻深度和各个部件的厚度相同。

8.如权利要求1所述的一种基于亚波长光栅结构的多模干涉型偏振不敏感功分器，其特征在于：所述掩埋氧化层(12)、上包层(13)的材料均为二氧化硅，功分器部件的材料均为硅。