ι。至于TE偏振光侧，如上所述，脊形波导是1.91 μ m并且通道波导是2 μ m。可以针对TE偏振光和TM偏振光两者确保20dB或更大的偏振消光比。此外，针对每个偏振光优化了第二级中的折射率，使得即使当以两级形成PBS时，几乎不会发现损耗的增加。因此，可以形成其中损耗和偏振消光比两者针对波导宽度具有足够的容差的PBS。
[0074]如上所述，在彼此正交的线性偏振分量中的一个中，传播通过第一臂波导12的光的相位与传播通过第二臂波导13的光的相位相匹配。在正交偏振分量中的另一个中，传播通过第一臂波导12的光的相位和传播通过第二臂波导13的光的相位彼此移位。第一臂波导12和第二臂波导13中的一个由脊形波导50形成，并且第一臂波导12和第二臂波导13中的另一个由通道波导51形成。第一臂波导12和第二臂波导13具有相同的长度，但具有不同的宽度。例如，将脊形波导50的波导宽度和通道波导51的波导宽度之间的差设定为大约0.1 μπι或更小。
[0075]在PBS I中，第一臂波导12和第二臂波导13形成有以下波导宽度:在该波导宽度下，第一臂波导12关于TE偏振光的折射率与第二臂波导13关于TE偏振光的折射率相同，并且第一臂波导12关于波导宽度的改变的折射率改变与第二臂波导13关于波导宽度的改变的折射率改变相同。另一方面，可以使传播通过第一臂波导12的TE偏振光的相位与传播通过第二臂波导13的TE偏振光的相位相匹配。对于TM偏振光，在传播通过第一臂波导12的光和传播通过第二臂波导13的光之间产生相位差。
[0076]以这种方式，使用Si脊形波导和Si通道波导作为两个臂波导形成PBS。此外，在TM偏振或TE偏振中，第一臂波导12中的折射率的色散关系与第二臂波导13中的折射率的色散关系相匹配。通过这样的配置，可以获得耐波导宽度的工艺变化的偏振分束器。
[0077]此外，为了提高偏振消光比，可以以多个级连接PBS，如图16中所示。在前级的PBSI的复用器14分开输出TE偏振光和TM偏振光。在后级的PBS 2的解复用器11接收TM偏振光作为输入光。在PBS 2中，第一臂波导和第二臂波导形成有以下波导宽度:在该波导宽度下，第一臂波导12关于TM偏振光的折射率与第二臂波导13关于TM偏振光的折射率相同，并且第一臂波导12关于波导宽度的改变的折射率改变与第二臂波导13关于波导宽度的改变的折射率改变相同。在PBS2中，关于TE偏振光，在传播通过第一臂波导12的光和传播通过第二臂波导13的光之间产生相位差。
[0078]在后级的PBS 3的解复用器接收TE偏振光。在后级的PBS 3中，第一臂波导和第二臂波导形成有以下波导宽度:在该波导宽度下，第一臂波导12关于TE偏振光的折射率与第二臂波导13关于TE偏振光的折射率相同，并且第一臂波导12关于波导宽度的改变的折射率改变与第二臂波导13关于波导宽度的改变的折射率改变相同。在PBS 3中，关于TM偏振光，在传播通过第一臂波导12的光和传播通过第二臂波导13的光之间产生相位差。注意，PBS 2和PBS 3中的仅一个可以连接到PBS I的后级。
[0079]当然，可以以三个或更多个级连接PBS。通过以多个级连接PBS并且关于打算减小其损耗的偏振光使第二级的折射率与后级的折射率相匹配，可以实现耐波导宽度的工艺变化的偏振分束器。此外，可以在以多个级连接的PBS的后级处提供90° OH等，并且可以将该配置用作相干接收机。此外，PBS也可以用于除相干接收机以外的光学器件。
[0080]虽然上面已经对硅波导进行了描述，但是波导不限于硅波导。例如，半导体波导，例如InP也可以用作波导。包括各种材料的化合物半导体材料可用于波导。
[0081]上面已经参照示例性实施例对本发明进行了描述。然而，本发明并不限于上述示例性实施例。可以在本发明的范围之内以本领域技术人员可以理解的各种方式对本发明的配置和细节进行修改。
[0082]本申请基于并要求享有于2013年4月24日递交的日本专利申请N0.2013-91272的优先权权益，其全部公开内容以引用方式并入本文。
[0083]参考标记列表
[0084]1-3PBS
[0085]11解复用器
[0086]12第一臂波导
[0087]13第二臂波导
[0088]14复用器
[0089]15臂部
[0090]16输入波导
[0091]17输出波导
[0092]18锥形臂波导
[0093]19锥形臂波导
[0094]21衬底
[0095]22下包层
[0096]23芯层
[0097]23a脊
[0098]23b锥形部分
[0099]24上包层
[0100]50脊形波导
[0101]51通道波导
【主权项】
1.一种偏振分束器，包括: 解复用器，所述解复用器将输入光解复用成第一输入光和第二输入光； 复用器，所述复用器复用所述第一输入光和所述第二输入光，通过由所述解复用器对所述输入光进行解复用来获得所述第一输入光和所述第二输入光； 第一臂波导，所述第一臂波导将所述第一输入光引导到所述复用器，所述第一臂波导的至少一部分由脊形波导形成；以及 第二臂波导，所述第二臂波导将所述第二输入光引导到所述复用器，所述第二臂波导的至少一部分由通道波导形成，其中 所述第一臂波导和所述第二臂波导形成有以下波导宽度:在所述波导宽度处，在彼此正交的线性偏振分量中的一个中，所述第一臂波导关于所述输入光的折射率与所述第二臂波导关于所述输入光的折射率相同，并且所述第一臂波导关于所述波导宽度的改变的折射率改变与所述第二臂波导关于所述波导宽度的改变的折射率改变相同，并且 在所述正交偏振分量中的另一个中，在传播通过所述第一臂波导的所述第一输入光和传播通过所述第二臂波导的所述第二输入光之间产生相位差。2.根据权利要求1所述的偏振分束器，其中，所述第一臂波导和所述第二臂波导具有在Ιμπι到4μπι的范围内的波导宽度。3.根据权利要求1或2所述的偏振分束器，其中，所述第一臂波导和所述第二臂波导具有基本上相同的长度。4.一种光学器件，包括: 根据权利要求1到3中的任一项所述的偏振分束器，以多个级连接所述偏振分束器。5.根据权利要求4所述的光学器件，其中 在前级处的所述偏振分束器的所述复用器分开地输出第一偏振光和第二偏振光，所述第一偏振光和所述第二偏振光是彼此正交的线性偏振分量， 在后级处的所述偏振分束器的所述解复用器接收所述第一偏振光作为所述输入光，并且 在所述后级的所述偏振分束器的所述第一臂波导和所述第二臂波导形成有以下波导宽度:在所述波导宽度处，在所述第一偏振光中，所述第一臂波导关于所述输入光的折射率与所述第二臂波导关于所述输入光的折射率相同，并且所述第一臂波导关于所述波导宽度的改变的折射率改变与所述第二臂波导关于所述波导宽度的改变的折射率改变相同。
【专利摘要】根据本发明的示例性实施例的一种偏振分束器包括：解复用器(11)；复用器(14)；第一臂波导(12)，其至少一部分由脊形波导形成；以及第二臂波导(13)，其至少一部分由通道波导形成。对于彼此正交的线性偏振分量中的一个，所述第一臂波导(12)与所述第二臂波导(13)的折射率相同，并且所述第一臂波导和所述第二臂波导的波导宽度被形成为使得关于所述波导宽度的改变的折射率改变相同。在所述正交偏振分量中的另一个中，在传播通过所述第一臂波导(12)的所述第一输入光和传播通过所述第二臂波导(13)的所述第二输入光之间产生相位差。
【IPC分类】G02B6/122
【公开号】CN105143938
【申请号】CN201480023231
【发明人】松本崇
【申请人】日本电气株式会社
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2014年1月10日
【公告号】WO2014174735A1