[发明专利]光耦合设备和方法

权利要求书

1.一种光耦合设备，包括：

分离层，具有相对的第一表面和第二表面，所述分离层被配置为将在所述第一表面处接收的光分离成第一光束和第二光束，并且在所述分离层内沿着相应的第一路径和第二路径传播所述第一光束和所述第二光束；以及

重定向层，面向所述分离层的所述第二表面，所述重定向层包括第一光栅耦合器，所述第一光栅耦合器被配置为将所述重定向层内的所述第一光束重定向为沿第三路径的第三光束，所述重定向层包括第二光栅耦合器，所述第二光栅耦合器配置为将所述重定向层内的所述第二光束重定向为沿第四路径的第四光束，所述第三路径和所述第四路径平行于所述分离层的所述第二表面。

2.根据权利要求1所述的光耦合设备，其中所述第一光栅耦合器和所述第二光栅耦合器在空间上被分开。

3.根据权利要求1所述的光耦合设备，其中：

所述第一光栅耦合器在由所述分离层的光轴和正交于所述分离层的所述第一表面的纵轴形成的平面内重定向所述第一光束；

所述第二光栅耦合器重定向所述第二光束正交于由所述光轴和所述纵轴形成的所述平面；并且

所述第三光束和所述第四光束具有平行于所述分离层的所述第二表面的相应的偏振方向。

4.根据权利要求1所述的光耦合设备，其中所述第一光栅耦合器和所述第二光栅耦合器各自包括折射率周期性变化的相应区域，第一区域和第二区域的所述周期性变化分别被朝向正交于所述第三路径和所述第四路径。

5.根据权利要求4所述的光耦合设备，还包括面向所述分离层的所述第一表面的聚焦层，所述聚焦层被配置为赋予会聚以将所述第三光束和所述第四光束分别聚焦到所述第一波导和所述第二波导的纵向端部上。

6.根据权利要求5所述的光耦合设备，其中所述聚焦层包括第一表面和第二表面，所述第一表面包括一个或多个弯曲特征，所述第二表面与所述分离层的所述第一表面接触。

7.根据权利要求4所述的光耦合设备，其中所述第一光栅耦合器和所述第二光栅耦合器包括各自的区域，所述区域包括形状弯曲的周期性变化，曲率被配置为将所述第三光束和所述第四光束分别聚焦到第一波导和第二波导的纵向端部上。

8.根据权利要求1所述的光耦合设备，其中：

所述分离层定义纵轴正交于所述第一表面；并且

所述分离层由具有光轴的材料形成，所述光轴相对于所述纵轴成角度为0度与90度之间的角度，不包括0度和90度。

9.根据权利要求8所述的光耦合设备，其中所述光轴相对于所述纵轴成45度角。

10.根据权利要求1所述的光耦合设备，还包括位于所述分离层与所述重定向层之间的间隔层。

11.根据权利要求10所述的光耦合设备，其中：

所述间隔层具有接触所述分离层的所述第二表面的第一表面；并且

所述间隔层具有与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面接触所述重定向层。

12.根据权利要求1所述的光耦合设备，还包括：

附加分离层，具有相对的第一表面和第二表面，所述附加分离层的所述第二表面面向所述分离层的所述第一表面；并且

半波片和位于所述分离层与所述附加分离层之间的法拉第旋转器。

13.根据权利要求12所述的光耦合设备，其中所述半波片和所述法拉第旋转器被配置为将从所述分离层传播到所述附加分离层的光的偏振方向旋转九十度，而不是将从所述附加分离层传播到所述分离层的光的偏振方向旋转九十度。