结构200的俯视图，其可包括或实施图1中所示的波导结构100的级102、106和108。光波导结构200可包括光集成电路或芯片214的基底或缓冲器220和/或被包括或被制造在光集成电路或芯片214的基底或缓冲器220上。
[0027]光波导结构200可包括纳米锥202，其可将从外部源接收的一对正交偏振的光信号耦合至光波导结构200并将其集中为一阶TE。模式光信号和一阶TM。模式光信号。也可被称为倒锥的纳米锥202可具有第一端230，其可通过直接或端射耦合来耦合从外部源接收的光信号。一般地，第一端230以及纳米锥220可与外部源共面，其可与表面法向耦合结构(例如，光栅耦合器)形成对照，表面法向耦合结构可能与通过与外部源和/或入射光相垂直或表面成法向而耦合至外部源。
[0028]第一端230可位于或靠近(例如，远离几微米)基底220和/或光芯片214的边缘。此外，第一端230可具有匹配或接近光信号的光束大小的宽度，从而使第一端230对外部源来说实际上看起来很大并支持所接收的光信号的模式以使光信号的耦合效率最大化(或使能量损失最小化)。各种因素可被认为是用于确定第一端230的宽度，包括纳米锥230和/或基底220的材料以及光信号的波长。对于一些示例实施例来说，如对于一些硅基光波导而言，第一端230的宽度可小于或等于约200纳米，然而也可使用其他宽度。
[0029]纳米锥202也可包括第二端232，其的位置与第一端230相对。第二端232可具有支持光波导结构200的引导TE和TM模式的宽度，从而当光信号从第一端230至第二端232传播通过纳米锥202时，将从外部源接收的该对光信号限定至光波导结构200以作为TE模式光信号和TM模式光信号。此外，TE和TM模式光信号可被限定或集中为一阶TE。和TM。模式光信号，如之前所描述的。各种因素(包括纳米锥202和/或基底220的材料以及光信号的波长)可被认为是用于确定第二端232的宽度。如图2所示，第二端232的宽度可大于第一端230的宽度。在一个示例中，宽度可在约300至400纳米的范围中，然而也可使用其他宽度。
[0030]纳米锥202可以是绝热的光波导结构，其中发生最小的能量损失且当光信号传播通过绝热结构时在该对光信号之间保持高隔离度。为了实现或确保最小的能量损失和高隔离度，绝热结构可具有这样的长度，沿该长度可发生光信号的逐步的模态转换。该长度可显著地大于光信号的波长，且模式的指数越接近，长度则可能越长。在一些情况下，该长度可能比波长大至少10倍。
[0031]纳米锥202可具有某一长度，纳米锥202沿该长度可从第一端230的宽度至第二端232的宽度成反向成锥形。该长度足以将纳米锥202配置成绝热结构。在一些示例实施例中，纳米锥202的长度可约为50微米(micrometer)(微米(micron))，然而也可使用其他长度。
[0032]光波导结构200可进一步包括旋转器206，其被配置成将一阶TM。模式光信号转换或旋转成二阶TE1模式光信号并将一阶TE。模式光信号保持为一阶TE。模式光信号。当光信号从第一端234 (其紧靠或被连接至纳米锥202的第二端232)至第二端236传播通过旋转器206时，旋转器206可分别对TE。和TM。模式光信号执行保持和转换。旋转器206可具有相关的长度，沿该长度可执行保持和转换。像纳米锥202 —样，旋转器206可以是绝热结构，从而可以以最小的损失和在光信号之间的高隔离度执行保持和转换。就这点而言，旋转器206具有足够的长度，从而可逐渐地执行保持和转换以确保最小的损失和高隔离度。在一些示例实施例中，旋转器的长度可约为50微米，然而也可使用其他长度。
[0033]旋转器206可包括基部238和肋部240。基部238可以是大致平面的结构，其可与纳米锥202共面。此外，基部238可反向成锥形或具有从第一端234至第二端236增加的宽度。在第一端234，该宽度可等于或大致等于纳米锥202在纳米锥的第二端234的宽度，其在一些示例中可处于300-400纳米的范围中。在一些示例中，旋转器206在第二端236的宽度可增加至约I微米，然而也可使用其他宽度。
[0034]旋转器206的肋部240可以是相对较薄的材料带，其被布置在基部238的平面上或从基部238的平面延伸或突出出来，且该平面与和基底220相接触的相对平面相对。如图2所示，肋部240可从第一端234至第二端236延伸旋转器206的整个长度，且大致沿传播方向延伸。在可替代的示例配置中，肋部240可能并不延伸旋转器206的整个长度。在其他示例配置中，肋部240可延伸通过纳米锥202，从而使纳米锥202的至少一部分包括从纳米锥202的平面延伸出的肋部。
[0035]肋部240可具有小于或大幅小于基部238的宽度中任一个宽度的宽度。在一些示例配置中，随着肋部240从第一端234至第二端236延伸，肋部240的宽度可以是大致均匀的。在一些示例中，肋部240的均匀宽度可约为150纳米，然而也可使用其他宽度。在可替代的配置中，肋部240可具有在第一和第二端234和236之间发生变化的宽度。例如，肋部240的宽度可类似基部238的成锥形方式而成锥形或沿与其相同的方向成锥形。可替代地，肋部240的宽度可沿与基部238成锥形的方向相反的方向成锥形。各种配置也是有可能的。
[0036]在旋转器206的第二端236，尽管该对光信号二者现在均被偏振为TE模式信号且处于由下游处理电路(见图1中的处理电路112)支持的偏振模式中，但是处理电路可能需要分别或单独地接收TE。和TE:模式信号以成功地对其进行处理。纳米锥202和旋转器206可以是或构成单个波导或波导路径，该对光信号通过该单个波导或波导路径一起传播。就这点而言，光波导结构200可进一步包括分离器208，其被配置成将TE。模式光信号和TE:模式信号在被供给处理电路前分到不同的光波导或波导路径。
[0037]在图2所示的示例实施例中，分离器208可包括分路器部分(例如，Y型分路器242)以及耦合器部分(例如，二乘二(2X2)或3分贝(3dB)耦合器244)。Y型分路器242可从旋转器206 —起接收TE。模式光信号和TE:模式光信号并将TE。模式光信号和TE i模式光信号分到两个波导路径。分路可能未将TE。和TE丨模式光信号彼此相分离或隔离。相反地，TE。和TE ^莫式光信号的能量可各自被分成第一和第二(剩余的)能量部分。在一些示例中，第一和第二能量部分的比例可以在两个波导路径中的每一个中约为一半，然而也可确定第一和第二能量部分的其他比例。即，TE。模式光信号的约一半的能量和TE ^莫式光信号的约一半的能量可被耦合到一个波导路径，且TE。模式光信号的约一半的能量和TE i模式光信号的约一半的能量可被耦合至另一个波导路径。2X2耦合器244随后通过将TE。模式光信号的所有或大致所有的能量限定到一个波导路径并且将TE1模式光信号的所有或大致所有的能量限定到另一个波导路径来将TE。和TE ^莫式光信号彼此分开或隔离。
[0038]类似于纳米锥202和旋转器204，分路器242和耦合器244可被设计为绝热的光波导结构。特别地，分路器242和耦合器244 二者可具有足够的长度，从而当光信号传播通过分路器242和耦合器244时，以最小的能量损失和高隔离度执行该对光信号的分路和耦合。在一些示例实施例中，Y型分路器242和2X2耦合器244中的每一个可具有在约40至50微米的范围中的长度，然而也可使用其他长度。
[0039]如在图2中所示，Y型分路器242可包括三路波导结构，其相对于传播方向对称。对称的Y型分路器242可包括三个锥形部246、248和250以接收TE。和TE:模式光信号并将其分成两个光波导路径。第一锥形部246可具有第一端252 (其紧靠或被连接至旋转器206的第二端236)以接收TE。和TE:模式光信号。第一锥形部246在第一端252可具有与旋转器206在第二端236的宽度相同或大致相同的宽度并在第二端254逐渐成锥形为小宽度或点。当TE。和TE:模式光信号沿第一锥形部246传播时，TE。和TE:模式光信号可被较少地限定至第一锥形部246且移动或被包含在第一锥形部246的外面或周围的渐逝场中。
[0040]随着信号变得较少地被限定至第一锥形部246，第二和第三锥形部248和250中的每一个可适于耦合TE。和TE i模式光信号，从而形成不同的波导路径的起点。第二和第三锥形部248和250中的每一个可耦合TE。和TE:模式光信号中大约一半的能量。如在图2中所示，第二和第三锥形部248和250可以是倒锥，其相对于第一锥形部246反向成锥形。第二和第三锥形部248和250中的每一个可从位于或接近第一锥形部246的第一端252的第一端256和258延伸至位于或接近第一锥形部246的第二端254的第二端260和262。第二和第三锥形部248和250的宽度可从其第一端256和258 (在第一端处，其可具有相对较小的宽度或聚合成点)增加，在第二端260和262增加到较大的宽度以耦合TE。和TE i模式光信号。
[0041 ] 第一锥形部246可包括从第一端252至第二端254延伸的相对侧264和266。第二锥形部248可包括侧268，该侧268可面对并大致平行于第一锥形部246的侧264而延伸。类似地，第三锥形部250可包括侧270，其可面对并大致平行于第一锥形部246的相对侧266而延伸。第一部和第二部246和248的侧264和268可确定在第一部和第二部246和248之间的间隔或分离。类似地，侧266和270可确定在第一部和第三部246和250之间的间隔或分离。第一部和第二部246和248之间的间隔和第一部和第三部246和250之间的间隔可能足以使第二和第三锥形部248和250耦合TE。和TE:模式光信号。
[0042]2 X 2 (或3dB)耦合器244可包括从2X2耦合器244的第一端276延伸至2 X 2耦合器244的第二端280的第一和第二平行波导路径272和274。2X2耦合器244可被配置成在第一端276或第二端280中的一端沿传播轴线对称并在第一端276或第二端280的另一端沿传播轴线不对称。2X2耦合器244可在波导路径272和274的宽度相同的第一端或第二端276和280中任一端处对称，且可在波导路径272和274的宽度不同的任一端处不对称。在不对称的端，具有较大宽度的波导路径272或274可耦合TE。模式信号，且具有较小宽度的波导路径272或274可耦合TE1模式信号。
[0043]在图2所示的2X2耦合器244的示例配置中，由于波导路径272和274在第一端276的宽度是相同的，因此2 X 2耦合器244在第一端276为对称的，且由于波导路径272和274在第二端280的宽度是不同的，因此2X2耦合器244在第二端280为不对称的。为了在第二端280实现不对称性，第二波导路径274具有大致恒定的宽度，而第一波导路径2