[0025]预先选定所述多模区所需的厚度；
[0026]在所述横电波TE模式和横磁波TM模式的拍长差为零的条件下，通过所述对应关系图预估一多模区宽度区间，其中，所述多模区宽度区间所处位置对应所述预先选定的多模区所需的厚度；
[0027]在所述多模区宽度区间内选取多个宽度值，仿真计算并比较被选取的每个宽度值对应的横电波TE模式的多模区长度和横磁波TM模式的多模区长度，多次计算比较，直到其中一个被选取的宽度值满足其对应的横电波TE模式的多模区长度等于横磁波TM模式的多模区长度的条件，将该满足条件的宽度值确定为所述多模区所需的宽度，将满足条件的宽度值所对应的横电波TE模式或者横磁波TM模式的多模区长度确定为所述多模区所需的长度。
[0028]优选地，所述多模区所需的长度与拍长之间的关系如下列公式(d):
[0029]Lmmi= 3*L π (TE)/4 = 3*?π(ΤΜ)/4 (d)
[0030]其中，Lmmi为所述多模区所需的长度，Lπ (ΤΕ)为横电波TE模式的拍长，L π (ΤΜ)为横磁波TM模式的拍长。
[0031]优选地，利用有限差分方法分析计算所述多模区各阶模的有效折射率。
[0032]优选地，所述具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器的设计方法还包括:分别确定输入波导和输出波导的数量、尺寸，将每个输入波导及每个输出波导与所述多模干涉耦合器之间的过渡区设计为锥形，且每个输入波导及每个输出波导与所述多模干涉耦合器连接的过渡处的锥形宽度较宽。
[0033]优选地，所述具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器的设计方法还包括:确定每个输入波导及每个输出波导与所述多模干涉耦合器连接的过渡处的锥形宽度，其方法如下:
[0034]在两个预设工作波长下分别仿真计算器件的相偏差随所述过渡处的锥形宽度的变化，得到曲线变化图；
[0035]同时将两个预设工作波长的各路输出光相偏差比较，使得各路输出光相偏差保持在±5°?±15°的范围内，从而通过所述曲线变化图确定所述过渡处的锥形宽度区间；
[0036]在所述过渡处的锥形宽度区间内选取多个锥形宽度值，根据被选取的每个锥形宽度值仿真计算器件在所述横电波TE模式和横磁波TM模式下的相偏差，从而得到被选取的每个锥形宽度值对应的工作带宽，将对应最大工作带宽时的锥形宽度值确定为所述过渡处的锥形宽度。
[0037]优选地，所述具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器的设计方法还包括:将所述输入波导、所述输出波导及所述多模干涉耦合器均设计为通过对半导体基底的刻蚀来形成。
[0038]本发明还提供一种利用如上所述的具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器的设计方法进行设计的具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器，其中，所述具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器至少包括:
[0039]第一输入波导，用于接入信号光波；
[0040]第二输入波导，用于接入本振光波；
[0041]多模干涉耦合器，连接于所述第一输入波导和所述第二输入波导，用于将所述信号光波中的相位信息通过与所述本振光波混合相干解调为光强度信号；
[0042]第一输出波导?第四输出波导，连接于所述多模干涉耦合器，用于输出所述光强度信号。
[0043]优选地，每个输入波导及每个输出波导与所述多模干涉耦合器之间的过渡区均呈锥形。
[0044]如上所述，本发明的具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器及其设计方法，具有以下有益效果:
[0045]本发明的具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器的设计方法，通过最佳化的设计器件各个尺寸，实现偏振不敏感特性的90°相移光混合器；通过器件中波导的加工工艺设计，保证了与CMOS工艺完全兼容，无需复杂工艺，加工成本低；器件设计可以基于Si纳米线波导，为芯层和包层之间提供了巨大的折射率差，可以极大限度的减小器件的尺寸，大幅度提高集成度。
[0046]本发明的具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器，利用本发明的上述设计方法，能够实现器件工作时的偏振不敏感特性，器件在任意偏振态光模式下均能正常工作，器件的性能好，附加损耗小，且器件尺寸小，集成度高。
【附图说明】
[0047]图1显示为本发明第一实施例的具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器的设计方法中确定多模区尺寸的流程示意图。
[0048]图2显示为本发明第一实施例的具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器的设计方法中多模区光波导的结构示意图。
[0049]图3 (a)显示为本发明第一实施例的具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器的设计方法中TE模式的基膜场图。
[0050]图3 (b)显示为本发明第一实施例的具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器的设计方法中TM模式的基膜场图。
[0051]图4显示为本发明第一实施例的具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器的设计方法中的对应关系图。
[0052]图5显示为本发明第一实施例的具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器的设计方法中横电波TE模式和横磁波TM模式的拍长差为零时的对应关系图。
[0053]图6 (a)显示为本发明第一实施例的具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器的设计方法中TE模式下的光场分布和传输光谱图。
[0054]图6 (b)显示为本发明第一实施例的具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器的设计方法中TM模式下的光场分布和传输光谱图。
[0055]图7 (a)显示为本发明第一实施例的具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器的设计方法中第一输入波导的附加损耗和偏振相关损耗分布图。
[0056]图7 (b)显示为本发明第一实施例的具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器的设计方法中第二输入波导的附加损耗和偏振相关损耗分布图。
[0057]图8 (a)显示为本发明第一实施例的具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器的设计方法中TE模式下的相偏差分布图。
[0058]图8 (b)显示为本发明第一实施例的具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器的设计方法中TM模式下的相偏差分布图。
[0059]图9 (a)显示为本发明第一实施例的具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器的设计方法中TE模式下的不平衡度分布图。
[0060]图9 (b)显示为本发明第一实施例的具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器的设计方法中TM模式下的不平衡度分布图。
[0061]图10显示为本发明第一实施例和第二实施例的具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器的结构示意图。
[0062]图11显示为本发明第一实施例的具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器的设计方法中器件的相偏差随过渡处的锥形宽度变化的曲线变化图。
[0063]元件标号说明
[0064]11第一输入波导
[0065]12第二输入波导
[0066]13多模干涉親合器
[0067]14第一输出波导
[0068]15第二输出波导
[0069]16第三输出波导
[0070]17第四输出波导
[0071]21覆盖层
[0072]22埋氧层
[0073]23芯层
[0074]24衬底
[0075]511?512步骤
【具体实施方式】
[0076]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0077]本发明第一实施例涉及一种具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器的设计方法，其中，具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器至少包括多模干涉耦合器。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0078]本实施例的具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器的设计方法至少包括:
[0079]步骤SI，请参阅图1，将多模干涉耦合器中的多模区设计为矩形波导，确定多模区的尺寸，其方法如下:
[0080]步骤SI I