光波导中的模态旋转的制作方法_3

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72则在第一端和第二端276和280之间反向成锥形。由于第一波导路径272反向成锥形且因此在第二端280具有较大的宽度,因此第一波导路径272可耦合TE。模式信号的大致所有的能量,且第二波导路径274可耦合TE1模式信号的大致所有的能量。
[0044]波导路径中的一个可从第一端276和278至第二端280和282成锥形(或反向成锥形),而另一个波导路径则可具有大致恒定的宽度。在图2中所示的示例配置中,第一波导路径272可从第一端276至第二端280增加宽度,且第二波导路径274可从第一端278至第二端282具有大致恒定的宽度。可确定成锥形和具有恒定宽度的波导路径272和274的宽度,从而将TE。模式光信号的所有或大致所有的能量耦合至第一锥形波导路径272,且TE1模式光信号的所有或大致所有的能量被耦合至第二具有恒定宽度的波导路径274。
[0045]第一和第二波导路径272和274在第一端276的宽度可等于或大致等于第二和第三锥形部248和250在其第二端260和262的宽度。S卩,在分路器242的输出处的宽度可与耦合器244的输入处的宽度相同。在图2中所示的示例实施例中,在这些端处的宽度可被选为耦合TE1模式光信号的具有恒定宽度的波导路径274的宽度,且第一锥形波导路径272的宽度可被选为增加以耦合TE。模式光信号。在可替代的示例配置中,用于分路器242的输出和耦合器244的输入的宽度可被选为耦合TE。模式信号的波导路径272的宽度,在这种情况下,第一波导路径272可具有恒定的宽度,且耦合TE1模式信号的第二波导路径274可反向成锥形以变成较小的宽度。
[0046]在2X2耦合器244的可替代示例配置中,代替在端276和280之间保持恒定的一个宽度,只要在第二端280的宽度不同以实现对称性,那么波导路径272和274 二者则可均成锥形。在其他的可替代的示例配置中,2X2耦合器244在第一端276可能是不对称的且在第二端280可能是对称的。
[0047]第一和第二平行的波导路径272和274可按适合的宽度或间隔284分开,从而可实现至其各个波导路径272和274的TE。和TE:模式光信号的所需耦合。在一些示例配置中,如在图2中所示,由于间隔284的存在,与Y型分路器242的第二和第三锥形部248和250在其相应端260和262相比,平行波导路径272和274的位置则更靠近彼此。为了使平行的波导路径272和274更靠近,分离器208可包括第一耦合部286,其具有一对波导路径286a和286b以将Y型分路器242的第二端260和262与2 X 2耦合器244的第一端276和278相耦合。波导路径286a和286b可以是S形弯曲部(或S弯曲部),如在图2中所示。可替代地,波导路径286a和286b可以是具有不同形状的波导路径,如直形波导路径或除S形以外的弯曲路径。此外,根据处理电路的配置,平行波导路径272和274彼此之间可能需要以比其在端280和282的间隔更宽的间隔而间隔开来。就这点而言,可包括S弯曲部288a和288b的第二耦合部288可被包括在其中以在将TE。模式和TE 4莫式信号发送至处理电路前扩宽在第一和第二波导路径272和274之间的间隔。在图2中所示的第一和第二耦合部286和288不限于S弯曲部配置,且可使用其他形状的路径耦合分路器242和244和/或扩宽在耦合器244输出处的波导路径。此外或可替代地,根据需要,可从分离器208省略第一和第二耦合部286和288中的一个或两个。各种配置也是有可能的。
[0048]在耦合器244的可替代配置中,可以是对称耦合器(与2X2耦合器相反,由于波导路径272和274中的一个成锥形,2X2耦合器可以是不对称的耦合器)的方向耦合器可代替2X2耦合器来使用。当使用方向耦合器时,两个波导路径均可从第一端276和276至第二端280和282具有恒定的宽度。然而,与2X2耦合器相比,方向耦合器由于对厚度、制造变化、长度和波长具有增加的敏感性,因此是不太理想的。可替代地,与2X2耦合器相比,方向耦合器的长度可能更短,因此在大小上则更为理想。
[0049]如上所述,分离器208可将可一起沿单个光波导或波导路径传播的TE。和TE i模式光信号分成不同的且隔离的波导路径。在图2中所示的示例配置中,纳米锥202、旋转器204和分路器242的第一锥形部246可构成单个光波导或波导路径;且第二和第三锥形部248和250、第一親合部286、親合器244以及第二親合部288可构成不同的隔离的光波导路径。
[0050]图3示出可替代示例光波导结构300的俯视图。除了波导结构300可包括不同的分离器308以外,可替代示例光波导结构300可类似于示例波导结构200。可替代的分离器308可包括相对于传播方向不对称的不对称Y型分路器343。不对称的Y型分路器343可代替图2中所示的对称的Y型分路器242、耦合器244和S弯曲耦合部286。相反地,不对称的Y型分路器343可将分路器和耦合器组合成单个光波导结构,该单个光波导结构同时或一起而非在单独的级中来执行分路和耦合功能。另有说明,不对称的Y型分路器343可包括双波导结构,其中第一波导接收TE。和TE i模式光信号,且第二波导远离第一波导耦合TE。模式光信号或TE i模式光信号,从而使TE。和TE i模式光信号处于不同的光波导路径中。通过组合分离器的分路级和耦合级,图3的示例分离器308的长度可比图3的示例分离器208更短,且因此可能是更优选的设计选项。
[0051]如图3所示,不对称的Y型分路器343可包括第一锥形部347和第二锥形部349。第一锥形部347可具有第一端353,该第一端353紧靠或连接至旋转器206的第二端236或输出。第一锥形部347可从第一端353的宽度逐渐成锥形为第二端361的宽度。第二锥形部349可反向成锥形或从第一端359到第二端363增加宽度,其中,第一端359具有小宽度或聚合为一点,第二端363的宽度可不同于第一锥形部347在第二端361的宽度。
[0052]第一和第二锥形部347和349的宽度可进行配置,从而使第二锥形部349远离第一锥形部347耦合或是TE。模式光信号或是TE i模式光信号,且同时另一个光信号则保持被耦合至第一锥形部347。以这种方式,TE。和TE:模式光信号处于在端361和363的不同的光波导路径中以实现模态多样性。其中,第一锥形部347在端361的宽度大于第二锥形部349在端363的宽度,如在图3中所示,TE。模式光信号可保持被耦合至第一波导部347且TE1模式光信号可被耦合至第二波导部349。在可替代的配置中,第一锥形部237在端361的宽度小于第二锥形部349在端363的宽度,从而使TE1模式光信号保持被耦合至第一锥形部347且TE。模式光信号被耦合至第二锥形部349。
[0053]在可替代的光波导应用中,不对称的Y型分路器343可被配置为用于分路和/或用于与实现模态多样性的分离相反的不使用模态多样性的应用。即,代替TE。模式光信号的所有或大致所有的能量被耦合至第一锥形部347以及TE1模式信号的所有和大致所有的能量被耦合至第二锥形部349以实现模态多样性,可对不对称的Y型分路器343进行配置,从而使TE。模式光信号和TE i模式光信号二者的第一能量部分被耦合至第一锥形部347,且TE。模式光信号和TE i模式光信号二者的第二能量部分被耦合至第二锥形部349。
[0054]对于一些示例配置,不对称的Y型分路器343可将第一和第二能量部分等分,从而使TE。模式光信号和TE:模式光信号的约50%的能量被耦合至第一锥形部347,且使TE。模式光信号和TE1模式光信号的约50%的能量被耦合至第二锥形部349。对于这些示例配置来说,第一和第二锥形部347和349在其相应端361和363的宽度可以是相同的或大致相同的。可替代地,第一和第二能量部分可发生变化,从而在第一和第二锥形部中实现所需或预定的能量部分的比例。作为一个示例,可对宽度进行配置,从而使86 %的能量处于第一锥形部347中且使14%的能量处于第二锥形部349中。各种配置也是有可能的。
[0055]在其他光波导应用中,可独立于旋转器206和/或在不使用旋转器206的情况下使用不对称的Y型分路器343。此外或可替代地,不对称的Y型分路器343可用于分路或组合以用于仅有单阶TE模式光信号传播通过光波导光波导应用。例如,不对称的Y型分路器343可进行配置以将单个TE。模式光信号分到不同的光波导路径或将一对TE。模式光信号组合成单个光波导路径。
[0056]如在图3中所示,第二锥形部349可包括侧371,其面对并大致平行于第一锥形部347的侧367而延伸。该侧367和371彼此之间可按适合的距离或间隔分开,从而可实现将TE1模式信号向远处耦合至第二锥形部349。此外,如在图3中所示,可包括S弯曲部、其他弯曲的结构或直的结构的耦合部389可被耦合至端361和363,以在可将TE。和TE i模式光信号发送至处理电路前扩宽相应的光波导路径。
[0057]此外,不对称的Y型分路器343可以是绝热的光波导结构,类似于光波导结构200的组件。即,不对称的Y型分路器343可从第一端353和359至第二端361和363具有足够的长度,从而当光信号传播通过不对称的Y型分路器343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親合。在一些不例实施例中,不对称的Y型分路器343可具有约50微米的长度,然而也可使用其他长度。
[0058]图4示出另一个可替代示例光波导结构400的俯视图。除了波导结构400可包括不同的分离器408以外,可替代示例光波导结构400可类似于示例波导结构200或300。分离器408可被配置成在紧靠旋转器206的第二端236的端452接收TE。和TE:模式信号并将TE。和TE:模式信号分成不同的光波导路径472和474。
[0059]分离器408可包括被连接至旋转器206的第二端236的单个波导路径476。单个波导路径476的宽度可等于或大致等于旋转器206在第二端236的宽度。单个波导路径476可在一点或一个位置478处分为一对波导路径472和474。第一和第二波导路径472和474的总宽度或组合宽度可等于或大致等于旋转器206在端236的宽度和/或单个波导路径476的宽度。此外,第一和第二波导路径472和474的各个宽度可彼此不同,从而TE。和TE1模式光信号被耦合至不同的波导路径472和474。如在图4中所示,第一波导路径472具有较大的宽度且可耦合TE。模式信号,且第二波导路径474可具有较小的宽度并耦合TE i模式信号。
[0060]单个波导路径476的长度可变化,且在一些示例配置中,可能不包括单个波导路径476。例如,分路的点或位置478可位于紧靠旋转器206的端452,且TE。和TE 4莫式信号可在旋转器206后立即分成不同的波导路径472和474。
[0061]在图4中所示的波导路
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