[发明专利]一种基于两级MZI结构的模式不敏感的聚合物可变光衰减器

权利要求书

1.一种基于两级MZI结构的模式不敏感的聚合物可变光衰减器，其特征在于：从下至上依次由硅衬底、聚合物下包层、聚合物波导芯层、聚合物上包层和加热电极组成，聚合物波导芯层和聚合物上包层制备在聚合物下包层之上，聚合物波导芯层包埋在聚合物上包层和聚合物下包层之中；聚合物波导芯层基于两级MZI结构光波导，从左至右沿光的传播方向，依次由输入少模直波导(1)、一级第一输入弯曲波导(2)、一级第二输入弯曲波导(3)、二级第一输入锥形波导(4)、二级第二输入锥形波导(5)、二级第一输入弯曲波导(6)、二级第二输入弯曲波导(7)、二级第三输入弯曲波导(8)、二级第四输入弯曲波导(9)、二级第一调制臂波导(10)、二级第二调制臂波导(11)、二级第三调制臂波导(12)、二级第四调制臂波导(13)、二级第一输出弯曲波导(14)、二级第二输出弯曲波导(15)、二级第三输出弯曲波导(16)、二级第四输出弯曲波导(17)、二级第一输出锥形波导(18)、二级第二输出锥形波导(19)、一级第一输出弯曲波导(20)、一级第二输出弯曲波导(21)和输出少模直波导(22)组成，二级第一调制臂波导(10)、二级第二调制臂波导(11)、二级第三调制臂波导(12)和二级第四调制臂波导(13)相互平行，且在其上分别设置有同样相互平行的第一加热电极(23)、第二加热电极(24)、第三加热电极(25)和第四加热电极(26)；二级第一输入锥形波导(4)、二级第一输入弯曲波导(6)、二级第二输入弯曲波导(7)、二级第一调制臂波导(10)、二级第二调制臂波导(11)、二级第一输出弯曲波导(14)、二级第二输出弯曲波导(15)、二级第一输出锥形波导(18)构成第一二级MZI结构光波导；二级第二输入锥形波导(5)、二级第三输入弯曲波导(8)、二级第四输入弯曲波导(9)、二级第三调制臂波导(12)、二级第四调制臂波导(13)、二级第三输出弯曲波导(16)、二级第四输出弯曲波导(17)、二级第二输出锥形波导(19)构成第二二级MZI结构光波导；二级第一调制臂波导(10)和二级第二调制臂波导(11)、二级第三调制臂波导(12)和二级第四调制臂波导(13)分别构成两个二级MZI结构光波导的两条干涉臂；输入少模直波导(1)、一级第一输入弯曲波导(2)、一级第二输入弯曲波导(3)、第一二级MZI结构光波导、第二二级MZI结构光波导、一级第一输出弯曲波导(20)、一级第二输出弯曲波导(21)、输出少模直波导(22)构成一级MZI结构光波导；光从输入少模直波导(1)输入，经一级第一输入弯曲波导(2)和一级第二输入弯曲波导(3)分束后分别输入到第一二级MZI结构光波导和第二二级MZI结构光波导当中，然后从第一二级MZI结构光波导和第二二级MZI结构光波导输出的信号光分别经一级第一输出弯曲波导(20)和一级第二输出弯曲波导(21)耦合到输出少模直波导(22)当中，最后从输出少模直波导(22)输出，每组输入弯曲波导都对光进行强度50：50的分束，每组输出弯曲波导对光进行耦合。

2.如权利要求1所述的一种基于两级MZI结构的模式不敏感的聚合物可变光衰减器，其特征在于：聚合物上包层和聚合物下包层材料均选用聚合物材料EpoClad，折射率为1.56；聚合物波导芯层材料选用聚合物材料EpoCore，折射率为1.572；加热电极选用铝电极。

3.如权利要求1所述的一种基于两级MZI结构的模式不敏感的聚合物可变光衰减器，其特征在于：聚合物波导芯层中输入少模直波导(1)和输出少模直波导(22)传输LP₀₁、LP_11b、LP_11a和LP₂₁四种模式，聚合物波导芯层中其余结构传输LP₀₁和LP_11b两种模式；在加热电极上施加调制电压后，加热电极下方区域的聚合物波导芯层有效折射率减小，其中传输的光信号的相位也随之改变，因此在输出端的耦合发生变化，由于一级输出弯曲波导只支持LP₀₁和LP_11b模式，因此由于相位改变耦合产生的LP_11a和LP₂₁模式被滤除，从而实现输出光信号的功率的衰减。