偏振旋转分束器和光子集成芯片的制作方法

本发明涉及光通信，特别是涉及一种偏振旋转分束器和光子集成芯片。

背景技术：

1、近年来,不断增长的信息交换需求对通信传输容量提出了更高的要求，因而对偏振旋转分束器的带宽也有了更高的要求，但是现有的偏振旋转分束器大多只适合传输c波段(常规波段)的光信号，而适用于o波段的偏振旋转分束器较为稀缺。所以，设计一款尺寸小、消光比高、插入损耗低、可适用于o波段的偏振旋转分束器，对于硅基pic的发展以及光通信领域的发展都具有重要意义。

技术实现思路

1、以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

2、本发明实施例提供一种能够缩小器件尺寸、提高消光比、降低插入损耗且适用于o波段光信号的偏振旋转分束器。

3、第一方面，本发明实施例提供了一种偏振旋转分束器，包括偏振旋转区和偏振分束区；其中，

4、所述偏振旋转区包括第一平板波导和第一脊波导，所述第一脊波导设置于所述第一平板波导之上，所述第一平板波导的宽度朝所述偏振分束区方向逐渐变宽；

5、所述偏振分束区包括第二平板波导、第三平板波导、第二脊波导和第三脊波导，所述第三平板波导设置于所述第二平板波导之上，所述第二脊波导和所述第三脊波导设置于所述第三平板波导之上，所述第二脊波导和所述第三脊波导并排设置且之间具有间隔，所述第一平板波导和所述第二平板波导相接且高度相等，所述第三平板波导、所述第二脊波导分别与所述第一脊波导相连；所述第一脊波导的高度为第一高度，所述第二脊波导和所述第三脊波导的高度分别为第二高度，所述第一高度大于所述第二高度。

6、第二方面，本发明实施例还提供了一种光子集成芯片，所述光子集成芯片包括如上第一方面所述的偏振旋转分束器。

7、本发明实施例提供的偏振旋转分束器包括偏振旋转区和偏振分束区，其中，偏振旋转区的第一脊波导处于第一平板波导之上，偏振分束区的第二脊波导和第三脊波导分别处于第三平板波导之上，第三平板波导处于第二平板波导之上，而第一平板波导和第二平板波导相接且高度相等。本发明实施例的偏振旋转区的第一脊波导的脊高大于偏振旋转区的第二脊波导和第三脊波导的脊高，也即本发明实施例采用了不同刻蚀深度的脊波导作为偏振旋转区的波导和偏振分束区的波导，其中，偏振旋转区采用深刻蚀脊波导，能够使偏振旋转区具有更高的偏振旋转效率；偏振分束区采用浅刻蚀脊波导，能够使偏振分束区具有更高的耦合效率。基于偏振旋转效率和耦合效率的提高，有利于本发明实施例将偏振旋转分束器的尺寸缩小，还有利于提高消光比和降低插入损耗，使得本发明实施例的偏振旋转分束器不仅适用于c波段也适用于o波段光信号的传输场景。

技术特征：

1.一种偏振旋转分束器，其特征在于，包括偏振旋转区和偏振分束区；其中，

2.根据权利要求1所述的偏振旋转分束器，其特征在于，所述第一脊波导包括输入脊波导和至少一级第一过渡脊波导，所述输入脊波导经所述至少一级第一过渡脊波导与所述第三平板波导、所述第二脊波导分别连接；

3.根据权利要求2所述的偏振旋转分束器，其特征在于，所述输入脊波导、所述第一过渡脊波导、所述输入平板波导和所述第一过渡平板波导分别为梯形波导。

4.根据权利要求2所述的偏振旋转分束器，其特征在于，所述输入脊波导的第一端和所述输入平板波导的第一端具有相等的宽度，所述输入脊波导的第二端的宽度小于所述输入平板波导的第二端的宽度。

5.根据权利要求1所述的偏振旋转分束器，其特征在于，所述第二脊波导包括第一连接波导、第一耦合波导和第一输出脊波导，所述第一连接波导的第一端连接于所述第一脊波导，所述第一连接波导的第二端经所述第一耦合波导与所述第一输出脊波导连接；

6.根据权利要求5所述的偏振旋转分束器，其特征在于，所述第三脊波导包括第二连接波导、第二耦合波导和第二输出脊波导，所述第二连接波导经所述第二耦合波导与所述第二输出脊波导连接；

7.根据权利要求6所述的偏振旋转分束器，其特征在于，所述第二连接波导从靠近所述第二耦合波导的一端向远离所述第一连接波导的方向逐渐弯曲，所述第二输出脊波导为s形弯曲波导。

8.根据权利要求6所述的偏振旋转分束器，其特征在于，所述第三平板波导包括至少一级第二过渡平板波导和耦合输出平板波导，所述第一脊波导经所述至少一级第二过渡平板波导连接于所述耦合输出平板波导；

9.根据权利要求8所述的偏振旋转分束器，其特征在于，所述第一连接波导和第二连接波导分别位于所述第二过渡平板波导之上，所述第一耦合波导、所述第二耦合波导、所述第一输出脊波导和所述第二输出脊波导分别位于所述所述耦合输出平板波导之上。

10.根据权利要求8所述的偏振旋转分束器，其特征在于，所述第二平板波导为矩形波导，所述耦合输出平板波导与所述第二平板波导具有相等的宽度。

11.根据权利要求1所述的偏振旋转分束器，其特征在于，所述第三平板波导的高度为第三高度，所述第二高度和所述第三高度的和等于所述第一高度。

12.一种光子集成芯片，其特征在于，所述光子集成芯片包括权利要求1至11任一项所述的偏振旋转分束器。

技术总结
本发明提供了一种偏振旋转分束器和光子集成芯片，包括偏振旋转区和偏振分束区，其中，偏振旋转区的第一脊波导处于第一平板波导之上，偏振分束区的第二脊波导和第三脊波导分别处于第三平板波导之上，第三平板波导处于第二平板波导之上，而第一平板波导和第二平板波导相接且高度相等。本发明实施例的偏振旋转区的第一脊波导的脊高大于偏振旋转区的第二脊波导和第三脊波导的脊高，也即本发明实施例采用了不同刻蚀深度的脊波导作为偏振旋转区的波导和偏振分束区的波导，其中，偏振旋转区采用深刻蚀脊波导，能够使偏振旋转区具有更高的偏振旋转效率；偏振分束区采用浅刻蚀脊波导，能够使偏振分束区具有更高的耦合效率。

技术研发人员：王希琪
受保护的技术使用者：中兴光电子技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13