一种光偏振分束器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种光偏振分束器。本发明的分束器包括一楔形多模干涉耦合器和一2×2矩形多模干涉耦合器；其中，较宽一端具有第一、第二、第三输出端口；楔形多模干涉耦合器满足自映像效应原理，能够对输入光源中的TM光在第一输出端口产生镜像点、对输入光源中的TE光在第二输出端口和第三输出端口处分别产生重叠成像点且相位差为90°；第一输出端口与耦合输出端连接作为TM光输出端口；第二输出端口、第三输出端口分别通过耦合器与矩形多模干涉耦合器的一、二输入端连接；矩形多模干涉耦合器中对输入的TE光产生镜像点的端口作为光偏振分束器的TE光输出端口。本发明具有尺寸小且加工简单，同时具有较大的加工容差和较高的消光比。
【专利说明】一种光偏振分束器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种包含多模干涉耦合器的波导型光偏振分束器，属于光器件领域。【背景技术】
[0002]近年来，波导结构光电器件中，多模干涉耦合器(MMI Coupler)以其损耗低、均衡性好、结构紧凑、带宽大、制作容差大等优点越来越多地被用于集成光学回路中。已出现了许多基于MMI的功率分(合)束器、模式转换器、波分复用器、环形半导体激光器和光开关等。[0003]自映像效应(self-1mage effect)是多模波导的重要特性。1973年，均匀折射率平板波导的自映像效应被首先提出，在此基础上人们研制了多模干涉耦合器。多模干涉耦合器制作工艺简单、结构紧凑及容差性好，其关键结构是能传输多个模式(一般大于三个)的多模波导。为了使光输入和输出多模波导，还必须有一些波导(一般为单模波导)放置在多模波导的起始端和终止端。具有这种结构的器件被称为NXM多模干涉耦合器，其中N和M分别为输入和输出波导数。自映像效应可以表述为:在多模波导中，输入场分布沿波导的传播方向周期性地复制出一个或多个映像的现象。实际上，由于多模波导能支持多个模式，光波在多模波导中传播时会产生很多个模式，而每个模式的传播常数不一样，所以模式与模式之间相互产生了干涉，在传播过程中相互叠加，最终效果是出现沿传播方向周期性出现了自映像。
[0004]—般来说,多模平板波导的宽度尺寸较大，可以支持多个模式，而根据多模波导的厚度尺寸是否也能支持多个模式的情况，自映像现象可分为二维与三维两种。三维自映像效应很复杂，所以一般应用中只利用二维的自映像效应，即多模波导厚度尺寸仅能支持一个模式的设计。后面的分析讨论都是基于二维自映像效应的前提下进行。
[0005]图1(a)出了多模波导结构的阶梯状折射率分布，波导宽度为WM，波导折射率为IV覆盖层折射率为η。。如图1 (b)所示，多模波导的强导本征模(strongly guided eigenmodes)可表示为如下形式:
【权利要求】
1.一种光偏振分束器，其特征在于包括一楔形多模干涉稱合器和一 2X2矩形多模干涉耦合器；其中，所述楔形多模干涉耦合器较窄一端具有至少一输入端口，较宽一端具有第一、第二、第三输出端口 ；所述楔形多模干涉耦合器满足自映像效应原理，能够对从该输入端口所输入光源中的TM光在第一输出端口产生镜像点、对输入光源中的TE光在第二输出端口和第三输出端口处分别产生重叠成像点且相位差为90° ;所述第一输出端口与耦合输出端连接作为光偏振分束器的TM光输出端口 ；所述第二输出端口、第三输出端口分别通过耦合器与所述2X2矩形多模干涉耦合器的一输入端连接；所述2X2矩形多模干涉耦合器中对输入的TE光产生镜像点的端口作为光偏振分束器的TE光输出端口。
2.如权利要求1所述的光偏振分束器，其特征在于所述楔形多模干涉耦合器较窄一端的宽度Wb与较宽一端的宽度Wa满足关系式:Wb?2Wa。
3.如权利要求1或2所述的光偏振分束器，其特征在于所述楔形多模干涉耦合器的第一输出端口经一锥形波导与一条形波导耦合连接，所述条形波导的另一端口作为所述TM光输出端口。
4.如权利要求1或2所述的光偏振分束器，其特征在于所述述楔形多模干涉耦合器的第二输出端口依次经一锥形波导、一条形波导与所述2X2矩形多模干涉耦合器的一输入端耦合连接；所述述楔形多模干涉耦合器的第三输出端口依次经一锥形波导、一条形波导与所述2 X 2矩形多模干涉耦合器的另一输入端耦合连接。
5.如权利要求1或2所述的光偏振分束器，其特征在于所述楔形多模干涉耦合器为IX 3楔形多模干涉耦合器或2 X 3楔形多模干涉耦合器。
【文档编号】G02B6/27GK104007513SQ201410191953
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2014年5月8日
【发明者】杨威, 李艳萍, 王兴军, 王子宇 申请人:北京大学