[发明专利]一种基于浅刻蚀多模干涉耦合器的偏振不敏感型光功分器

权利要求书

1.一种基于浅刻蚀多模干涉耦合器的偏振不敏感型光功分器，其特征在于，包括硅基衬底（10）、掩埋氧化层（11）、光功分部件（13）和上包层（12），其中掩埋氧化层（11）生长于硅基衬底（10）的上表面，上包层（12）覆盖掩埋氧化层（11）的上表面，光功分部件（13）水平生长于掩埋氧化层（11）的上表面，并被上包层（12）覆盖；

所述光功分部件（13）包括中路输入通道（1）、偏振不敏感型浅刻蚀多模干涉耦合器结构（9）、左路输出通道（7）、右路输出通道（8）；

所述偏振不敏感型浅刻蚀多模干涉耦合器结构（9）包括中路锥形直通通道（2）、中路浅刻蚀多模直通通道（3）、中路锥形浅刻蚀槽通道（4）、左路锥形输出通道（5）、右路锥形输出通道（6）；

所述中路输入通道（1）的一端和中路锥形直通通道（2）窄的一端相连，中路锥形直通通道（2）宽的一端和中路浅刻蚀多模直通通道（3）相连，中路锥形浅刻蚀槽通道（4）刻蚀在中路浅刻蚀多模直通通道（3）上表面，构成中路通道；

所述左路锥形输出通道（5）宽的一端连接在中路浅刻蚀多模直通通道（3）末端的左侧，左路锥形输出通道（5）窄的一端与左路输出通道（7）相连，构成左路通道；

所述右路锥形输出通道（6）宽的一端连接在中路浅刻蚀多模直通通道（3）末端的右侧，右路锥形输出通道（6）窄的一端与右路输出通道（8）相连，构成右路通道；

所述左路锥形输出通道（5）、左路输出通道（7）和右路锥形输出通道（6）、右路输出通道（8）对称分列于中路浅刻蚀多模直通通道（3）末端的左右两侧；

所述左路通道和右路通道之间的距离为0.5 ～0.8 μm；

所述中路浅刻蚀多模直通通道（3）为硅基浅刻蚀多模波导，硅基浅刻蚀多模波导的截面结构为凹字形结构。

2.根据权利要求1所述的基于浅刻蚀多模干涉耦合器的偏振不敏感型光功分器，其特征在于，所述中路锥形浅刻蚀槽通道（4）位于中路浅刻蚀多模直通通道（3）上表面的中间，中路锥形浅刻蚀槽通道（4）宽的一端宽度为左路通道和右路通道之间的间距。

3.根据权利要求2所述的基于浅刻蚀多模干涉耦合器的偏振不敏感型光功分器，其特征在于，所述中路输入通道（1）、中路锥形直通通道（2）、左路锥形输出通道（5）、右路锥形输出通道（6）、左路输出通道（7）、右路输出通道（8）均为硅基带状波导。

4.根据权利要求1所述的基于浅刻蚀多模干涉耦合器的偏振不敏感型光功分器，其特征在于，所述中路锥形浅刻蚀槽通道（4）的材料为二氧化硅或氮化硅。

5.根据权利要求4所述的基于浅刻蚀多模干涉耦合器的偏振不敏感型光功分器，其特征在于，所述硅基浅刻蚀多模波导与中路锥形浅刻蚀槽通道（4）的尺寸满足以下条件：

中路锥形浅刻蚀槽通道（4）中的横磁模为截止状态；

在硅基浅刻蚀多模波导中横磁模的有效折射率实部变化小于0.1，满足绝热模式演变条件。

6.根据权利要求5所述的基于浅刻蚀多模干涉耦合器的偏振不敏感型光功分器，其特征在于，所述偏振不敏感型浅刻蚀多模干涉耦合器结构（9）的横电模耦合长度L_C 满足下式：

式中：为两个最低阶模式之间的拍长。

7.根据权利要求6所述的基于浅刻蚀多模干涉耦合器的偏振不敏感型光功分器，其特征在于，所述硅基衬底（10）为标准尺寸的硅晶元；所述的掩埋氧化层（11）是在硅基衬底（10）上热生长的二氧化硅材料，厚度为2 ～3μm；所述的上包层（12）的材料为二氧化硅材料。