一种片上集成型偏振分束器及其偏振分束方法与流程

文档序号:14686249发布日期:2018-06-15 00:08阅读:来源:国知局
技术特征:

1.一种片上集成型偏振分束器,其特征在于包括:衬底(5),衬底(5)上设置有混合等离子波导(1),厚度相同的耦合波导(2)、S弯型波导(3)和输出硅波导(4);耦合波导(2)、S弯型波导(3)和输出硅波导(4)依次串联并位于混合等离子波导(1)的同一侧;混合等离子波导(1)从上至下分为金属覆盖层(1-5)、上二氧化硅层(1-4)、氮化硅波导层(1-3)、下二氧化硅层(1-2)和硅波导层(1-1);耦合波导(2)、S弯型波导(3)和输出硅波导(4)的厚度与硅波导层(1-1)的厚度相同;耦合波导(2)为硅波导。

2.根据权利1所述的一种片上集成型偏振分束器,其特征在于,所述耦合波导(2)为taper型耦合波导;taper型耦合波导与混合等离子波导(1)平行设置,taper型耦合波导的宽度沿taper型耦合波导输入端至输出端方向由小到大递增;S弯型波导(3)和输出硅波导(4)均为等宽条状波导,S弯型波导(3)和输出硅波导(4)的宽度均与taper型耦合波导输出端的宽度相等。

3.根据权利2所述的一种片上集成型偏振分束器,其特征在于,所述taper型耦合波导的厚度为120nm~150nm,宽度从300nm线性过渡至700nm,与之相连的S弯型波导(3)和输出硅波导(4)的波导宽度均为700nm;taper型耦合波导靠近混合等离子波导(1)的侧边与混合等离子波导(1)之间的间距保持不变,所述间距为150nm~200nm;所述混合等离子波导(1)宽度为600nm,混合等离子波导(1)中:金属覆盖层(1-5)的厚度为100nm;上二氧化硅层(1-4)厚度为40nm~80nm;氮化硅波导层(1-3)厚度为380nm~420nm;下二氧化硅层(1-2)厚度为40nm~60nm;硅波导层(1-1)厚度为120nm~150nm。

4.根据权利1所述的一种片上集成型偏振分束器,其特征在于,所述耦合波导(2)为多模干涉耦合器,多模干涉耦合器为矩形波导,多模干涉耦合器输入端两角中,远离混合等离子波导(1)的一角被截去。

5.根据权利1所述的一种片上集成型偏振分束器,其特征在于,还包括包层(6),所述混合等离子波导(1)、耦合波导(2)、S弯型波导(3)和输出硅波导(4)均包裹在包层(6)与衬底(5)之间。

6.一种片上集成型偏振分束器,其特征在于,包括:衬底(5),衬底(5)上设置有混合等离子波导(1),混合等离子波导(1)两侧分别设有第一耦合波导(2-1)和第二耦合波导(2-2),第一耦合波导(2-1)和第二耦合波导(2-2)与混合等离子波导(1)\t的距离相等;第一耦合波导(2-1)的输出端通过第一S弯型波导(3-1)与第一输出硅波导(4-1)相连;第二耦合波导(2-2)的输出端通过第二S弯型波导(3-2)与第二输出硅波导(4-2)相连;混合等离子波导(1)从上至下分为金属覆盖层(1-5)、上二氧化硅层(1-4)、氮化硅波导层(1-3)、下二氧化硅层(1-2)和硅波导层(1-1);第一耦合波导(2-1)、第二耦合波导(2-2)、第一S弯型波导(3-1)、第二S弯型波导(3-2)、第一输出硅波导(4-1)和第二输出硅波导(4-2)的厚度均与硅波导层(1-1)的厚度相等。

7.根据权利要求6所述的一种片上集成型偏振分束器,其特征在于,所述第一耦合波导(2-1)和第二耦合波导(2-2)为一对相同的taper型耦合波导。

8.一种片上集成型偏振分束器的偏振分束方法,其特征在于,包括步骤:

(1)构建如权利要求1至7任意一项所述的片上集成型偏振分束器;

(2)将包含TE和TM模的输入信号从混合等离子波导(1)靠近耦合波导(2)的一端输入,TE和TM模分别分布在混合等离子波导(1)中的硅波导层(1-1)和氮化硅波导层(1-3)中;

(3)当输入信号进入由耦合波导(2)和硅波导层(1-1)构成的耦合区域中时,分布于混合等离子波导(1)底部硅波导层(1-1)的TE模与耦合波导(2)进行同向耦合,使TE模耦合到耦合波导(2)中并通过S弯型波导(3)和输出硅波导(4)输出;分布于氮化硅波导层(1-3)的TM模从混合等离子波导(1)的输出端输出,得到TE和TM模的分束信号。

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