7显示为图1中所示的偏振分束旋转器在虚线GG’或虚线HH’处的器件横截面示意图。
[0042]元件标号说明
[0043]100单模输入波导
[0044]101第二刻蚀区
[0045]102第一刻蚀区
[0046]103弯曲波导
[0047]104直通波导
[0048]105输出单模波导
[0049]106输出单模波导
[0050]204二氧化硅上包层
[0051]205二氧化硅下包层
[0052]SI二氧化硅上包层高度
[0053]S2二氧化硅下包层高度
[0054]Wl宽度
[0055]W2宽度
[0056]W3宽度
[0057]W4宽度
[0058]W5宽度
[0059]W6宽度
[0060]LI长度
[0061]L2长度
[0062]L3长度
[0063]L4长度
[0064]L5长度
[0065]L6长度
[0066]L7长度
[0067]Cl宽度
[0068]C2宽度
[0069]C3宽度
[0070]R半径
[0071]Gl间隔宽度
[0072]G2间隔宽度
[0073]Hl高度
[0074]H2高度
【具体实施方式】
[0075]以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0076]请参阅图1至图7。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0077]参考图1至图7所示，本实施例中提供的偏振分束旋转器为形成在SOI材料上，所述波导部分(图1中标号100、102、103、104和105所在部分)形成在顶层娃中，顶层娃的高度Hl的范围为200nm?500nm，二氧化娃上包层204的厚度SI的范围Ιμπι?5μηι，二氧化硅下包层205的厚度S2的范围为I μ m?5 μ m。其中，顶层硅的厚度Hl和二氧化硅下包层205的厚度S2的取值由市场上售卖的各种规格的SOI圆片材料决定，二氧化硅上包层204是由化学气相沉积工艺形成，其厚度SI是根据形成所述化学气相沉积工艺进行的条件决定的。
[0078]本实施例中进入所述偏振分束旋转器的光的波长范围为1.25 μ m?1.75 μ m。
[0079]如图1所示，整个硅基偏振分束旋转器包括形成在SOI材料的顶层硅上的波导，所述波导至少包括顺次连接的单模输入波导100、双刻蚀波导和定向耦合波导。具体为图1中虚线AA’到虚线BB’之间的单模输入波导100、虚线BB’到虚线DD’之间的双刻蚀波导的第二刻蚀区101和第一刻蚀区102、从虚线DD’到虚线GG’之间的定向耦合波导。另外，本实施例中，所述波导还包括从虚线GG’到虚线HH’之间的单模输出波导。
[0080]所述双刻蚀波导包括一端与所述单模输入波导100顺应连接的第一刻蚀区102和位于所述第一刻蚀区102两侧的第二刻蚀区101，所述第二刻蚀区101低于所述第一刻蚀区102。
[0081]所述定向耦合波导，包括相互分离的直通波导104和弯曲波导103，所述直通波导104连接所述第一刻蚀区102的尾端，所述弯曲波导103位于所述直通波导104 —侧。
[0082]在工作中，光由虚线AA’到虚线BB’之间的单模输入波导100入射，再经过虚线BB’到虚线DD’之间的双刻蚀波导(101、102)和虚线DD’到虚线GG’之间的定向耦合波导，最后在弯曲波导103和直通波导104于虚线GG’处的截面输出。优选地，也可以在虚线GG’处两个波导截面分别设置与之连接的输出单模波导105、106。
[0083]本实施例中，以输入单模输入波导100的单模光为TEO模式和TMO模式(本领域技术人员能够理解的是TEO模式和TMO模式为正交模式)为例，在所述双刻蚀波导(101、102)之间，由于双刻蚀波导包括高度不同的第二刻蚀区101和第一刻蚀区102，使得双刻蚀波导具有非对称性，能够将原本正交的TEO和TMO模式变成混合模式，通过相关的结构和参数设计，使得从虚线DD’处输出至定向耦合波导的为TEO模式和TEl模式，然后经过定向耦合波导，分别从弯曲波导103和直通波导104输出TEO模式的光，从而实现输出光全部为TE模式。
[0084]具体的，本实施例所提供的偏振分束旋转器的结构和工作原理如下:
[0085]其中，图2为虚线AA’到虚线BB’之间的所述单模输入波导100的截面图。结合图1，对应图2所示，图1中，所述单模输入波导100为宽度为第一宽度Wl，高度为Hl，长度为LI的直条状。
[0086]一般的，在直条状的波导(矩形波导)高度一定的情况下，波导的越宽支持传输的模式就越多。
[0087]在本实施例中，所述单模输入波导100采用单模波导(即只支持传输TEO模式和TMO模式的光)，这样可以避免各个模式之间不必要的模式转化或者其他问题。具体的，本实施例中，所述单模输入波导100的高度为H1，H1的范围为200nm?500nm，设置所述第一宽度Wl为350nm?650nm以满足波导的单模条件。在本实施例中，所述单模输入波导100的长度LI没有特别的限制。
[0088]图3至图5为图1中虚线BB’到虚线DD’之间所述双刻蚀波导的截面图。结合图1，对应图3至图5所示，所述双刻蚀波导包括一端与所述单模输入波导100顺应连接的第一刻蚀区102和位于所述第一刻蚀区102两侧的第二刻蚀区101，所述第一刻蚀区102的高度为H1，所述第二刻蚀区101的高度为H2。且所述第一刻蚀区102的高度与所述单模输入波导100的高度Hl相等，并且大于所述第二刻蚀区101的高度H2。
[0089]所述双刻蚀波导的形成方式可以利用双刻蚀工艺。本实施例中所述双刻蚀工艺可以为:先利用第一刻蚀工艺在顶层硅中刻蚀出高度为Hl的单模输入波导100、双刻蚀波导(包括第一刻蚀区102和第二刻蚀区101的形状)和定向耦合波导的形状，然后利用掩膜覆盖住高度为Hl的单模输入波导100、第一刻蚀区102和定向耦合波导，暴露出所述第二刻蚀区101的区域；然后利用第二刻蚀工艺将所述第二刻蚀区101的区域的顶层硅的高度刻蚀至高度为H2。
[0090]再结合参考图1所示，所述双刻蚀波导包括位于虚线BB’到虚线CC’之间的第一双刻蚀波导和虚线CC’处到虚线DD’之间第二双刻蚀波导。其中，位于虚线BB’到虚线CC’之间的第一双刻蚀波导的长度为L2，虚线CC’处到虚线DD’之间第二双刻蚀波导的长度为L3o
[0091]如图3所示，所述第一刻蚀区102在与所述单模输入波导100相连处(即图1中虚线BB’处)的宽度为Wl，所述第一刻蚀区102某一侧的第二刻蚀区101在靠近所述单模输入波导100的一端(即图1中虚线BB’处)的宽度为Cl。
[0092]如图4所示，所述第一刻蚀区102在与所述第一双刻蚀波导和第二双刻蚀波导交界处(即图1中虚线CC’处)的宽度为W2，所述第一刻蚀区102其中一侧的第二刻蚀区101在靠近所述单模输入波导100的一端(即图1中虚线CC’处)的宽度为C2。
[0093]如图5所示，所述第一刻蚀区102在与定向耦合波导的相连处(即图1中虚线DD’处)的宽度为W3，所述第一刻蚀区102其中一侧的第二刻蚀区101在靠近所述定向耦合波导的一端(即图1中虚线DD’处)的宽度为C3。
[0094]在图1中虚线BB’到虚线CC’之间的第一双刻蚀波导中的所述第一刻蚀区102为宽度递增的锥形波导，所述第二刻蚀区101的宽度也线性递增。
[0095]本实施例中，在图1中虚线BB’处，所述第一刻蚀区102的宽度为单模输入波导的宽度，为第一宽度W1，范围为350nm?650nm。所述第二刻蚀区101的宽度Cl为Onm?50nm。在图1中虚线CC’处，所述第一刻蚀区102的宽度W2 = Wl+50nm?Wl+200nm，所述第二刻蚀区101的宽度C2为200nm?lOOOnm。在虚线BB’到虚线CC’之间，所述第一刻蚀区102的宽度由Wl线性增加到W2，所述第二刻蚀区101的宽度由Cl线性增加到C2。并且，第二刻蚀区101的高度H2为50nm?150nm