光分束器、光功率监测装置及激光器芯片的制作方法

本申请涉及半导体领域，具体地，涉及一种光分束器、光功率监测装置及激光器芯片。

背景技术：

在光器件或光芯片的工作过程中，通常需要对光路中的光功率进行监测，从而来判定系统是否正常。

传统的功率监测是在光芯片外外置偏振分光镜、监控光电探测器(monitorphotodetector，mpd)、和mpd基座来实现功率监测。这种方案需要占用较大的空间，且成本较高。

技术实现要素：

本申请提供一种光分束器、光功率监测装置及激光器芯片，能够实现光分束器集成在激光器芯片上。

第一方面，提供了一种光分束器，包括：模式激发器和1×1多模干涉mmi光耦合器，所述模式激发器的波导的输出端面与所述1×1mmi光耦合器的第一输入波导段的输入端面边缘齐平的对接，所述模式激发器用于将一部分基模光信号激发为高阶模光信号，所述高阶模光信号和另一部分未被激发的基模光信号通过所述模式激光器的波导的输出端面传输给所述1×1mmi光耦合器的第一输入波导段，所述另一部分未被激发的基模光信号从所述1×1mmi光耦合器的第一输出波导段输出，且所述高阶模光信号从所述1×1mmi光耦合器的第二输出波导段输出。其中，所述第一输出波导段设置在所述基模光信号的成像点处，所述第二输出波导段设置在所述高阶模光信号的成像点处，所述基模光信号的成像点的位置与所述高阶模光信号的成像点的位置不同。

本申请提供的光分束器，能够集成在激光器芯片上，从而能够减小激光器芯片的封装尺寸。此外，本申请的光分束器结构简单紧凑，只需要1个1×1mmi光耦合器便可以实现分光，成本较低。

在一种可能的实现方式中，所述基模光信号为te00模光信号，所述高阶模光信号为te01模光信号。

在一种可能的实现方式中，所述基模光信号为tm00模光信号，所述高阶模光信号为tm01模光信号。

在一种可能的实现方式中，所述1×1mmi满足以下条件，

其中，lc为特征长度，n为所述1×1mmi光耦合器的多模干涉区的有效折射率，k为所述1×1mmi光耦合器的多模干涉区的波数，w为所述1×1mmi光耦合器的多模干涉区的宽度，q、r均为正整数，所述1×1mmi光耦合器的多模干涉区用于接收所述第一输入波导段输出的光信号，并将所述光信号传输给所述第一输出波导段和/或所述第二输出波导段。

在一种可能的实现方式中，所述1×1mmi满足以下条件，

其中，n为所述1×1mmi光耦合器的多模干涉区的有效折射率，k为所述1×1mmi光耦合器的多模干涉区的波数，w为所述1×1mmi光耦合器的多模干涉区的宽度，l为所述1×1mmi光耦合器的多模干涉区的长度。

满足该条件的1×1mmi光耦合器结构小巧，其长度一般可以小于100μm。本申请实施例的模式激发器的长度可以很小，通常小于50μm。较小的光分束器集成在功率监测装置上，功率监测装置集成在激光器芯片上形成封装器件时，能够减小封装器件的尺寸。尤其是对于多通道的激光器芯片，随着激光器芯片的通道数增多，所需要的功率监测装置也越来越多。如果功率监测装置的尺寸较大，会使得多通道的激光器芯片的尺寸越来越大。因此，采用满足上述条件的1×1mmi光耦合器的能够减小集成芯片的尺寸。

在一种可能的实现方式中，所述1×1mmi光耦合器还包括两个杂散光导出波导段，所述两个杂散光导出波导段位于所述1×1mmi光耦合器的第一输入波导段的两侧，且均与所述1×1mmi光耦合器的多模干涉区相连通。

杂散光导出波导段能够将1×1mmi光耦合器的输出端反射回来的杂散光导出，从而保证1×1mmi光耦合器内的光信号的正常传输。

在一种可能的实现方式中，所述高阶模光信号与所述基模光信号的比例大于0且小于或等于0.5。

在一种可能的实现方式中，沿着光信号在所述模式激发器内传输的方向，所述模式激发器包括第一波导段、第二波导段和第三波导段，所述第一波导段的沿着光信号传输方向的中心轴线和所述第三波导段的沿着光信号传输方向的中心轴线相互平行，且所述第一波导段与所述第三波导段通过所述第二波导段相连接，所述第二波导段与所述第一波导段之间具有夹角α，α大于π/2小于π。

在一种可能的实现方式中，沿着光信号在所述模式激发器内传输的方向，所述模式激发器包括第一波导段和第二波导段，所述第一波导段的沿着光信号传输方向的中心轴线和所述第二波导段的沿着光信号传输方向的中心轴线相互平行，所述第一波导段的输出端面靠近所述第二波导段的输入端面，且所述第一波导段的输出端面的部分区域和所述第二波导段的输入端面的部分区域对接。

在一种可能的实现方式中，所述模式激发器包括第一波导段和第二波导段，所述第一波导段的沿着光信号传输方向的中心轴线和所述第二波导段的沿着光信号传输方向的中心轴线相互平行，所述第一波导段的输出端面靠近所述第二波导段的输入端面，所述第二波导段的输入端面的面积大于所述第一波导段的输出端面的面积，所述第一波导段的输出端面与所述第二波导段的输入端面的部分区域对接。

在一种可能的实现方式中，所述第一波导段的沿着光信号传输方向的中心轴线和所述第二波导段的沿着光信号传输方向的中心轴线相重合，且所述第一波导段的输出端面和所述第二波导段的输入端面的中心区域对接。

在一种可能的实现方式中，所述模式激发器为锥形波导，所述锥形波导的窄端为输入端，宽端为输出端。

第二方面，提供了一种功率监测装置，包括：第一光电探测器pd和如第一方面或第一方面任一种可能实现方式所述的光分束器，所述第一pd设置在位于所述光分束器中的所述1×1mmi光耦合器的第二输出波导段上，所述第一pd用于对所述第二输出波导段输出的所述高阶模光信号进行监测。

在一种可能的实现方式中，所述1×1mmi光耦合器还包括第三输出波导段，所述光功率监测装置还包括第二pd，所述第二pd设置在所述第三输出波导段上，所述第二pd用于对所述第三输出波导段输出的所述高阶模光信号进行监测。

在一种可能的实现方式中，所述第一pd和第二pd的电极相连接。

第三方面，提供了一种激光器芯片，包括：激光器和如第二方面或第二方面任一种可能的实现方式所述的光功率监测装置，所述激光器的输出端与位于所述光功率监测装置内的所述模式激发器的输入波导段相连。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种光分束器的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种1×1mmi光耦合器的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的te00模在1×1mmi光耦合器中的成像的示意图；

图4是本申请实施例提供的te01模在1×1mmi光耦合器中的成像的示意图；

图5是本申请实施例提供的一种模式激发器的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的一种模式激发器的y值大小与分光比的关系的示意图；

图7是本申请实施例提供的一种模式激发器的分光比与插损之间的关系的示意图；

图8是本申请实施例提供的另一种模式激发器的结构示意图；

图9是本申请实施例提供的另一种模式激发器的结构示意图；

图10是本申请实施例提供的另一种模式激发器的结构示意图；

图11是本申请实施例提供的另一种模式激发器的结构示意图；

图12是本申请实施例提供的另一种模式激发器的结构示意图；

图13是本申请实施例提供的一种功率监测装置的结构示意图；

图14是本申请实施例提供的一种激光器芯片的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

图1是本申请实施例提供的一种光分束器的结构示意图。该光分束器包括模式激发器110和1×1多模干涉(multi-modeinterference，mmi)光耦合器120。该模式激发器的波导的输出端面与该1×1mmi光耦合器120的第一输入波导段的输入端面边缘齐平的对接。该模式激发器110用于将一部分基模光信号激发为高阶模光信号，该高阶模光信号和另一部分未被激发的基模光信号通过模式激光器110的波导的输出端面传输给1×1mmi光耦合器120的第一输入波导段150，该另一部分未被激发的基模光信号从1×1mmi光耦合器120的第一输出波导段140输出，且高阶模光信号从1×1mmi光耦合器120的第二输出波导段130输出。

其中，第一输出波导段140设置在基模光信号在1×1mmi光耦合器120的输出端的成像点处，第二输出波导段150设置在高阶模光信号在1×1mmi光耦合器120的输出端的成像点处，且基模光信号和高阶模光信号的成像点位置不同。

需要说明的是，第二输出波导段150是设置在高阶模光信号的成像点处，高阶模光信号在成像的过程中，可能会带走少部分的基模光信号也在第二输出波导段150上输出。

该模式激发器110可以将基模光信号中的一部分基模光信号激发为高阶模光信号。其中，基模光信号与高阶模光信号不同，基模光信号为光路中的主要光信号。并且，该模式激发器110波导的输出端和1×1mmi光耦合器120的第一输入波导段150能够支持传输基模光信号和高阶模光信号。

如图1所示，p0为基模光信号，p1为高阶模光信号，p0’为基模光信号中未被激发的基模光信号。模式激发器110可以将一部分p0激发为p1，并将激发后的p1和未被激发的p0’传输到1×1mmi光耦合器120的第一输入波导段150。

高阶模光信号与基模光信号中未被激发的另一部分基模光信号在1×1mmi光耦合器120的输出端的成像点位置不同，从而实现分光。换句话说，1×1mmi光耦合器120能够将p0’光信号和p1光信号在1×1mmi光耦合器120的输出端处的成像点分离。

需要说明的是，本申请实施例中的1×1mmi光耦合器120中的1×1是针对基模光信号而言，也就是说，该1×1mmi光耦合器120包括一个基模光信号的输入端，以及一个基模光信号的输出端。

本申请实施例提供的光分束器，能够集成在激光器芯片或其他类型的光学芯片上，从而能够减小激光器芯片的封装尺寸。此外，本申请的光分束器结构简单紧凑，只需要1个1×1mmi光耦合器便可以实现分光，成本较低。

优选地，该模式激发器的输入端波导仅支持传输基模光信号。

可选地，本申请实施例的光信号可以为横电(transverseelectric，te)模光信号，也可以为横磁(transversemagnetic，tm)模光信号。

以te模为例，te模按照光信号电磁场在横截面上的分布不同可以分为不同的模式，如te00模、te01模、te02模等。此时，基模光信号是指te00模光信号，高阶模光信号是指te模中除te00模之外的其他模式光信号。

同样地，tm模也可以分为tm00模、tm01模、tm02模等。此时，基模光信号是指tm00模光信号，高阶模光信号是指tm模中除tm00模之外的其他模式光信号。

可选地，本申请实施例中的基模光信号可以为te00模，高阶模光信号可以为te01模。或者，基模光信号可以为tm00模，该高阶模光信号可以为tm01模。

下面结合图2-图4，以基模光信号为te00模，高阶模光信号为te01模为例，对基模光信号和高阶模光信号在1×1mmi光耦合器中的成像特点进行描述。

图2为1×1mmi光耦合器的具体结构示意图，该1×1mmi光耦合器包括多模干涉区210，第一输入波导段220，第一输出波导段250、第二输出波导段240和第三输出波导段260。多模干涉区210能够支持基模光信号和高阶模光信号等多种模式的光信号的传输，所有在多模干涉区210被激发的模式一起在1×1mmi光耦合器的输出端处成像。第一输出波导段250设置在te00模的成像点处，te01模在1×1mmi光耦合器的输出端包括两个成像点，第二输出波导段240和第三输出波导段260分别设置在te01模的两个成像点处。

定义1×1mmi光耦合器的的特征长度为：

其中，lc为特征长度，n为1×1mmi光耦合器的多模干涉区的有效折射率，k为1×1mmi光耦合器的多模干涉区的波数，w为1×1mmi光耦合器的多模干涉区的宽度，该1×1mmi光耦合器的多模干涉区用于接收第一输入波导段输出的光信号，并将该光信号传输给第一输出波导段和/或所述第二输出波导段。

以te00模为例，te00模在1×1mmi光耦合器的多模干涉区210的输入端面中间入射，在多模干涉区210激发起多te00模，te02模，te04模等偶数阶模式。根据相位关系，te00模能在多模干涉区波导210的输出端面成像时，多模干涉区210的长度l为q·3lc/4，q为正整数。

以te01模为例，te01模在1×1mmi光耦合器的多模干涉区210的输入端面中间入射，在多模干涉区210激发起te01模，te03模，te05模等奇数阶模式。根据相位关系，te01模能在多模干涉区210的输出端面成像时，多模干涉区210的长度l为lc/4+(r-1)lc/2，r为正整数。

当1×1mmi光耦合器的多模干涉区210的长度满足如下关系时，就可以实现对te00模和te01模同时在多模干涉区210的输出端面成像。

当q＝1，r＝2时，即1×1mmi光耦合器的长度为3lc/4时，te00模和te01模在1×1mmi光耦合器的中的成像特点如图3和图4所示。图3是te00模入射进入长度l为3lc/4的1×1mmi光耦合器后的成像图。从图3中可以看出，te00模在1×1mmi光耦合器的的输出端的中心处成像。图4是te01模入射进入长度为3lc/4的1×1mmi光耦合器后的成像图。从图4中可以看出，te01模在1×1mmi光耦合器的输出端的两侧处成像。因此，当te00模和te01模同时入射到1×1mmi光耦合器时，利用te00模和te01模在1×1mmi光耦合器的输出端的成像位置不同，便可以将两种模式的光信号分开。

本申请实施例的模式激发器的长度可以很小，通常小于50μm。长度为3lc/4的1×1mmi光耦合器的尺寸也较小，其长度一般可以小于100μm。因此，由上述模式激发器与1×1mmi光耦合器连接形成的光分束器，结构紧凑小巧。较小尺寸的光分束器有利于节省芯片空间，也方便布局。

较小的光分束器集成在功率监测装置上，功率监测装置集成在激光器芯片上形成封装器件时，能够减小封装器件的尺寸。尤其是对于多通道的激光器芯片，随着激光器芯片的通道数增多，所需要的功率监测装置也越来越多。如果功率监测装置的尺寸较大，会使得多通道的激光器芯片的尺寸越来越大。因此，采用长度为3lc/4的1×1mmi光耦合器能够减小集成芯片的尺寸。

当然1×1mmi光耦合器的长度也不局限为3lc/4，只要其多模干涉区的尺寸关系可以将基模光信号和高阶模光信号的成像点分开即可。

可选地，本申请实施例中的1×1mmi光耦合器也可以只在te01模的两个成像点中的一个成像点处设置输出波导段。也就是说，该1×1mmi光耦合器也可以仅包括第一输出波导段250和第二输出波导段240，或仅包括第一输出波导段250和第三输出波导段260。

可选地，在1×1mmi光耦合器还可以包括杂散光导出波导段。如图2所示，该1×1mmi光耦合器还可以包括杂散光导出波导段230和杂散光导出波导段270，杂散光导出波导段230和杂散光导出波导段270位于1×1mmi光耦合器的第一输入波导段220的两侧，且均与1×1mmi光耦合器的多模干涉区210相连通。这两个杂散光导出波导段用于将1×1mmi光耦合器输出端反射回来的杂散光导出，避免影响te00模和te01模光信号的传输。

通常，光分束器作为功率监测的元件时，人们希望用于功率监测的光信号只占用光路中很小的一部分光信号。也就是说，在p1光信号能够满足功率监测的同时，希望p1光信号越小越好。

可选地，作为一个实施例，该高阶模光信号与基模光信号的比例大于0且小于或等于0.5。

具体地，该模式激发器能够使得基模光信号被激发出很小一部分的高阶模光信号来用于功率监测。

下面结合图5-图12，对模式激发器的结构进行详细描述，通过调整模式激发器的参数，可以使模式激发器激发出任意比例的高阶模光信号。为方便描述，下文将被激发的高阶模光信号与基模光信号的比例称为分光比。

可选地，作为一个实施例，沿着光信号在模式激发器内传输的方向，该模式激发器包括第一波导段、第二波导段和第三波导段，第一波导段的沿着光信号传输方向的中心轴线和第三波导段的沿着光信号传输方向的中心轴线相互平行，且第一波导段与第三波导段通过第二波导段相连接，第二波导段与第一波导段之间具有夹角α，α大于π/2小于π。

如图5所示，图5为一种弯折的波导。该弯折的波导包括第一波导段510、第二波导段520和第三波导段530，第一波导段510的沿着光信号的传输方向的中心轴线和第三波导段530的沿着光信号传输方向的中心轴线相互平行。或者也可以说，第一波导段510和第三波导段530相互平行。第一波导段510和第三波导段530通过第二波导段520相连接，且第一波导段510和第二波导段520之间具有夹角α。同样地，第三波导段530和第二波导段520之间也具有夹角α。其中，α大于π/2小于π。

需要说明的是，该第一波导段510和第二波导段520分别是该夹角α的两边，且该夹角α的两边不是该第一波导段510和/或第二波导段520的延长线，而是该第一波导段510和第二波导段520本身。

同理，该第二波导段520和第三波导段530之间具有夹角α，且该α的两边是该第二波导段520和第三波导段530本身，不是该第二波导段520和第三波导段530中任何一个的延长线。应当知道的是，第一波导段510和第二波导段520之间的夹角α与第二波导段520和第三波导段530之间的夹角α是内错角。

该夹角α使得第一波导段510和第三波导段530之间具有横向错位距离x和纵向错位距离y。该第一波导段510为输入波导段，该第二波导段520是模式激发区，该第三波导段530为输出波导段。第一波导段510传输的p0光信号经过第二波导段520时，会被激发出p1光信号。第三波导段530能够支持传输p1光信号和未被激发的p0’光信号。通过调整x、y的大小可以控制p1光信号被激发的比例。

可选地，该第一波导段510和第三波导段530的宽度可以相同，也可以不同。

图6是本申请实施例提供的y值的大小与分光比的关系的示意图。其中，横坐标表示y值的大小，纵坐标表示分光比的大小。从图6中可以看出，在x值一定的情况下，随着y值的增大，分光比也随之增大，这样便可以有更多的光信号被分出来用于功率监测。当y值为0.25μm时，该分光比约为10％。

需要说明的是，通过调整y值的大小来实现任意比例的分光仅是本申请实施例的一个示例，但本申请实施例并不限于此。本申请实施例还可以通过调整x值的大小来实现任意比例的分光，或者通过同时调整x、y值的大小来实现任意比例的分光。

图7是本申请实施例提供弯折的波导的分光比与光分束器的插损之间的关系的示意图。其中，横坐标表示y值的大小，纵坐标表示插损值的大小。由图7可以看出，当y值为0.25时，光分束器的总体插损小于0.1db。也就是说，在基模光信号分出0～10％的高阶模光信号时，光分束器的总体插损小于0.1db。

因此，本申请实施例提供的光分束器，总体插损较小，性能优异。

可选地，作为一个实施例，沿着光信号在模式激发器内传输的方向，该模式激发器包括第一波导段和第二波导段，第一波导段的沿着光信号传输方向的中心轴线和第二波导段的沿着光信号传输方向的中心轴线相互平行，第一波导段的输出端面靠近第二波导段的输入端面，且第一波导段的输出端面的部分区域和第二波导段的输入端面的部分区域对接。

如图8所示，该模式激发器包括第一波导段810和第二波导段820。第一波导段810沿着光信号传输方向的中心轴线和第二波导段820沿着光信号传输方向的中心轴线相互平行。第一波导段810的输出端面靠近第二波导段820的输入端面，且该两个相邻接的端面与两个波导段的中心轴线垂直。第一波导段810的输出端面的部分区域和第二波导段820的输入端面的部分区域对接。也就是说，第一波导段810和第二波导段820具有纵向错位距离y。这种错位会使入射的基模光信号中的一部分基模光信号激发为高阶模光信号。通过调整y值的大小可以控制分光比。

第一波导段810可以为输入波导段，第二波导段820可以为输出波导段，且该第二波导段820能够支持传输基模光信号和高阶模光信号。入射的p0光信号通过该模式激发器可以激发出p1光信号，且通过调整y值的大小，可以控制p1光信号被激发的比例。

可选地，该第一波导段810和第二波导段820的宽度可以相同，也可以不同。

图9为本申请实施例提供的另一种模式激发器的结构示意图。该模式激发器包括第一波导段910和第二波导段920，第一波导段910沿着光信号传输方向的中心轴线和第二波导段920沿着光信号传输方向的中心轴线相互平行。第一波导段910的输出端面靠近第二波导段920的输入端面，且该两个相邻接的端面与两个波导段的中心轴线不垂直。第一波导段910的输出端面的部分区域和第二波导段920的输入端面的部分区域对接。也就是说，第一波导段910和第二波导段920具有横向错位距离x和纵向错位距离y。这种错位会使入射的基模光信号中的一部分基模光信号激发为高阶模光信号。通过调整x值和/或y值的大小可以控制分光比。

第一波导段910可以为输入波导段，第二波导段920可以为输出波导段，且该第二波导段920能够支持传输基模光信号和高阶模光信号。入射的p0光信号通过该模式激发器可以激发出p1光信号，且通过调整x值和/或y值的大小，可以控制p1光信号被激发的比例。

可选地，该第一波导段910和第二波导段920的宽度可以相同，也可以不同。

可选地，作为一个实施例，该模式激发器包括第一波导段和第二波导段，第一波导段的沿着光信号传输方向的中心轴线和第二波导段的沿着光信号传输方向的中心轴线相互平行，且第一波导段的输出端面靠近第二波导段的输入端面，第二波导段的输入端面的面积大于第一波导段的输出端面的面积，第一波导段的输出端面与第二波导段的输入端面的部分区域对接。

优选地，第一波导段的沿着光信号传输方向的中心轴线和第二波导段的沿着光信号传输方向的中心轴线相重合，且第一波导段的输出端面和第二波导段的输入端面的中心区域对接。

如图10所示，该模式激发器包括第一波导段1010和第二波导段1020，第一波导段1010的沿着光信号传输方向的中心轴线和第二波导段1020的沿着光信号传输方向的中心轴线相重合，且第一波导段1010的输出端面和第二波导段1020的输入端面的中心区域对接。第一波导段1010的输出端面靠近第二波导段1020的输入端面，且第二波导段1020的输入端面的面积大于第一波导段的输出端面的面积，从而使得第一波导段1010和第二波导段1020在宽度方向上具有2×y大小的差值。入射的p0光信号会在宽度不一致的界面激发出p1光信号，通过调整y值的大小可以控制分光比。该第二波导段1020能够支持传输p0’光信号和p1光信号两种模式的光信号。

可选地，该第一波导段1010和第二波导段1020的中心轴线也可以不位于同一轴线上。

图11所示的模式激发器是图10所示的模式激发器的一种变形。第一波导段1110和第二波导段1120的宽度不同，第二波导段1120的宽度大于第一波导段1110的宽度，第一波导段1110和第二波导段1120通过第三波导段1130相连接。第三波导段1130的输入端面的面积与第一波导段1110的输出端面的面积相同，且该两个端面边缘齐平的对接。第三波导段1130的输出端面的面积与第二波导段1120的输入端面的面积相同，且该两个端面边缘齐平的对接。第一波导段1110和第二波导段1120在宽度方向上有2×y大小的差值，在水平方向上有x值大小的错位。通过调整x值和/或y值的大小可以控制分光比。该第二波导段1120能够支持传输p0’光信号和p1光信号两种模式的光信号。

可选地，该第一波导段1110和第二波导段1120的中心轴线也可以不位于同一轴线上。

可选地，作为一个实施例，该模式激发器为锥形波导，该锥形波导的窄端为输入端，宽端为输出端。

图12是本申请实施例提供的另一种模式激发器的结构示意图。该模式激发器可以为锥形波导。该锥形波导的窄端为输入端，该锥形波导的宽端为输出端。换句话说，从输入端到输出端，该锥形波导的宽度逐渐变宽。由于波导的宽度发生变化，导致入射的p0光信号会被激发出p1光信号。通过调整锥形波导的锥度，可以控制p0光信号激发为p1光信号的比例。模式激发器将p1光信号和未被激发的p0’光信号传输到1×1mmi光耦合器的输入端。锥形波导的输出端能够支持传输p0’光信号和p1光信号两种模式的光信号。

可选地，也可以将锥形波导的窄端作为输出端，将锥形波导的宽端作为输入端，只要该锥形波导的窄端能够支持传输p0’光信号和p1光信号两种模式的光信号即可。

图5-图12所示的模式激发器仅为本申请的示例说明，但本申请实施例并不限于此。

需要说明的是，本申请实施例的对经模式激发器激发后的高阶模光信号的类型不做具体限定。例如，以te模为例，该模式激发器可以将te00模激发为多种高阶模光信号，该多种高阶模光信号包括te01模光信号。例如，该模式激发器还可以将te00模光信号激发为te01模光信号和te02模光信号。

通常在光路中不希望引入额外的杂散光，如果模式激发器将te00模光信号激发为多种高阶模光信号，为了保证光路中只存在te00模光信号和te01模光信号，可以通过调整1×1mmi光耦合器输入波导段的参数，使得te00模光信号和te01模光信号之外的其他模式光信号被过滤掉。

同样地，该模式激发器也可以将tm00模光信号激发为多种高阶模光信号。例如，该模式激发器还可以将te00模光信号激发为te01模光信号和te02模光信号。当tm00模和多种高阶模光信号同时入射到1×1mmi光耦合器的输入端后，可以通过调整1×1mmi输入波导段的参数，使得tm00模光信号和tm01模光信号之外的其他模式光信号被过滤掉。

可选地，本申请实施例提供的光分束器，可以为上文描述的任一种1×1mmi光耦合器与任一种模式激发器的结合。通过调整模式激发器的参数，可以实现一种小比例或者任意比例的光分束器。

本申请实施例还提供一种功率监测装置。该功率监测装置包括第一光电探测器(photodetector，pd)，及上文描述的任一种光分束器。该第一pd设置在位于光分束器中的1×1mmi光耦合器的第二输出波导段上，该第一pd用于对第二输出波导段输出的高阶模光信号进行监测。

可选地，该高阶模光信号在1×1mmi光耦合器的输出端包括2个成像点，该1×1mmi光耦合器还包括第三输出波导段，第三输出波导段设置在高阶模光信号的另一个成像点处。所述光功率监测装置还包括第二pd，第二pd设置在第三输出波导段上，第二pd用于对第三输出波导段输出的高阶模光信号进行监测。也就是说，第一pd和第二pd分别对高阶模光信号在1×1mmi光耦合器的输出端的2个成像点处的光信号进行监测。

可选地，该pd可以使用激光器的材料或者调制器的材料充当吸收层，并制作电极引出光电流。

可选地，可以将第一pd和第二pd的电极在片上相互连接，这样能够减少封装打线的次数。

下面结合图13，对功率监测装置的具体结构进行详细描述。

图13是本申请实施例提供的具有两个pd的功率监测装置的结构示意图。该功率监测装置包括模式激发器1310和1×1mmi光耦合器1320，该1×1mmi光耦合器1320包括第一输出波导段1350、第二输出波导段1330、第三输出波导段1370。以基模光信号为te00模光信号，高阶模光信号为te01模光信号，1×1mmi光耦合器的长度为3lc/4为例，te00模在1×1mmi光耦合器的输出端具有一个成像点，称为第一成像点。te01模在1×1mmi光耦合器的输出端具有2个成像点，称为第二成像点和第三成像点。该第二成像点和第三成像点位于第一成像点的两侧。第二输出波导段1330设置在第二成像点处，第三输出波导段1370设置在第三成像点处。在第二输出波导段1330上设置有第一pd1340，在第三输出波导段1370上设置有第二pd1360。第一pd1340和第二pd1360的电极可以通过引线1380相连。这样只需打线一次，就可以将第一pd1340和第二pd1360上的电信号引出，从而能够降低工艺复杂度。

本申请实施例对波导的结构不做具体限定。例如，该波导可以为圆波导、矩形波导、平板波导等。

本申请实施例对波导的材料不做具体限定。例如该波导可以是磷化铟(inp)基的波导，也可以是硅(si)基的波导，砷化镓(gaas)基的波导，二氧化硅(sio2)基的波导，氮化硅(sinx)基的波导或者氮氧化硅基的波导。

可选地，本申请实施例提供的功率监测装置可以集成在激光器芯片或者其它光学芯片上。

本申请实施例还提供一种激光器芯片，该激光器芯片包括激光器，以及上文描述的任一种功率监测装置。该功率监测装置包括模式激发器和1×1mmi光耦合器，该激光器芯片的输出端与位于光功率监测装置内的模式激发器的输入波导段相连。激光器发出的光会进入功率监测装置，功率检测装置进而对光路中的光信号进行监测。

如图14所示，该激光器芯片包括激光器1410、模式激发装置1420和1×1mmi光耦合器1430。该激光器1410产生的p0光信号传输进入模式激发装置1420。模式激发装置1420将p0光信号激发产生p0’、p1光信号，p0’、p1光信号传输进入1×1mmi光耦合器1430实现分光。pd(图中未示出)可以收集分光之后的光信号，实现对光信号的功率监测。

将该功率监测装置集成在激光器芯片上，能够减小器件尺寸，节省空间。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。