[发明专利]一种基于偏折波导结构的光偏振可控输出的检偏器

摘要

本发明所提出的一种基于偏折波导结构的光偏振可控输出的检偏器，属于光子集成器件技术领域。该波导型可调控检偏器利用液晶的各向异性光学特性和晶轴可调控特性，通过电场调控，改变调控区域液晶的折射率，完成TE波和TM波动态检偏输出，实现对不同偏振态的光信号在线检偏；该器件具有调控简便、易于设计和制作、波长依赖性低、结构简单等诸多优点，在集成光子系统中具有广阔应用前景。

主权项

一种基于偏折波导结构的光偏振可控输出的检偏器，是由多段偏折倒脊型光波导结构构成；所述光波导结构包括光输入直波导(2)、偏折波导(5)和(6)、弯曲波导(7)和光输出直波导(4)；所述光输出直波导(4)与光输入直波导(2)之间由第一偏折波导(5)、第二偏折波导(6)和弯曲波导(7)顺序链接，且光输出直波导(4)与光输入直波导(2)相互平行；所述液晶材料(3)与第一偏折波导(5)的侧边相切；且该器件由包层材料(1)、芯层材料(8)和液晶材料(3)组成；所述液晶材料(3)的晶轴初始方向平行于水平方向，且与直波导垂直；所述光输入直波导(2)与第一偏折波导(5)和第二偏折波导(6)之间的夹角分别为θ和2θ，所述夹角θ满足：0<θ<min[cos‑1(N1TE/N2TE),cos‑1(N1TM/N2TM)]其中N1TE和N2TE分别表示TE波在液晶材料和波导芯层材料中的等效折射率，N1TM和N2TM分别表示TM波在液晶材料和波导芯层材料中的等效折射率，函数min表示取最小值；所述调控区包层材料上、下两面分别为上电极(9)和下电极(10)，且上、下电极均为金属电极；当上、下电极之间不施加调控电压时，液晶材料的晶轴取向沿水平方向；当上、下电极之间施加调控电压时，液晶材料的晶轴取向由水平方向变为竖直方向；当上、下电极之间不施加调控电压U0时，从输入直波导(2)输入的光信号经过调控区后，TM波偏振光因全内反射而将沿偏折波导继续向前传播，经由弯曲波导(7)，从输出直波导(4)输出；而TE波偏振光因泄漏损耗急剧而导致无输出；当上、下金属电极之间施加调控电压U0时，从输入直波导(2)输入的光信号经过调控区后，TE波偏振光从输出直波导(4)输出，而TM波偏振光因泄漏损耗大而导致无输出；因此，完成不同偏振态的光信号可调控检偏输出。