[发明专利]用于减轻波导-波导不对称的多段耦合器

权利要求书

1.一种与波长无关的多段光耦合器，包括：

第一光耦合器，其包括被第一间隙分开的第一波导对，所述第一波导对限定 第一耦合区域；

第二光耦合器，其包括被第二间隙分开的第二波导对，所述第二波导对限定 第二耦合区域；

第三光耦合器，其包括被第三间隙分开的第三波导对，所述第三波导对限定 第三耦合区域，所述第一、第二、和第三间隙彼此不相同，从而所述第一、第二、 和第三耦合器具有不同的净耦合值；

第一微分相格，其提供在所述第一光耦合器和第二光耦合器之间，所述第一 微分相格包括第一和第二波导，并且在所述第一微分相格的第一光导和第二光导中 传播的各第一光信号之间赋予第一微分相移；以及

第二微分相格，其提供在所述第二光耦合器和第三光耦合器之间，所述第二 微分相格包括第一和第二波导，并且在所述第二微分相格的第一光导和第二光导中 传播的各第二光信号之间赋予第二微分相移；

其中所述微分相格的微分相移以及每个耦合区域的耦合值被选定，使得对于 设计的功率分束比而言所述与波长无关的多段光耦合器的波长与制造敏感度达到 最小。

2.如权利要求1所述的与波长无关的多段光耦合器，其特征在于，第一和第 二微分相格中的每一个都具有第一波导分支和第二波导分支，所述第一波导分支具 有第一路径长度且所述第二波导分支具有第二路径长度，其中所述第一路径长度大 于所述第二路径长度。

3.如权利要求2所述的与波长无关的多段光耦合器，其特征在于，所述第一 路径长度和所述第二路径长度之差小于在所述第一波导分支和第二波导分支中穿 行的光信号的一个波长。

4.如权利要求1所述的与波长无关的多段光耦合器，其特征在于，对于1530 nm与1570nm之间的波长而言，在所述第一、第二、和第三光耦合器中的每一者 的第一波导和第二波导之间的不对称介于±30nm的情况下，所述光耦合器的归一 化交叉-端口功率的偏差离期望的功率分束比不到2％。

5.一种用于制造与波长无关的多段光耦合器的方法，所述方法包括如下步 骤：

计算第一和第二微分相移以及第一、第二、和第三净耦合值，所述第一、第 二、和第三净耦合值彼此不相同；以及

形成具有第一净耦合值的第一光耦合器，所述第一光耦合器包括被第一间隙 分开的第一波导对；

形成具有第二净耦合值的第二光耦合器，所述第二光耦合器包括被第二间隙 分开的第二波导对；

形成具有第三净耦合值的第三光耦合器，所述第三光耦合器包括被第三间隙 分开的第三波导对，所述第一、第二、和第三间隙彼此不相同；

在所述第一和第二光耦合器之间形成第一微分相格，所述第一微分相格包括 第一和第二波导，并且在所述第一微分相格的第一光导和第二光导中传播的各第一 光信号之间赋予第一微分相移；以及

在所述第二和第三光耦合器之间形成第二微分相格，所述第二微分相格包括 第一和第二波导，并且在所述第二微分相格的第一光导和第二光导中传播的各第二 光信号之间赋予第二微分相移；

其中所述微分相格的微分相移以及每个耦合区域的耦合值被选定，使得对于 设计的功率分束比而言所述与波长无关的多段光耦合器的波长与制造敏感度达到 最小。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述形成第一和第二微分相格的 步骤包括：形成具有第一波导分支和第二波导分支的第一和第二微分相格中的每一 者，所述第一波导分支具有第一路径长度，并且所述第二波导分支具有第二路径长 度，其中所述第一路径长度大于所述第二路径长度。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述计算第一微分相移的步骤包 括：将所述第一微分相格的第一路径长度和第二路径长度之差计算为小于在所述第 一微分相格的第一和第二波导分支中穿行的第一光信号的一个波长，并且所述计算 第二微分相移的步骤包括：将所述第二微分相格的第一路径长度和第二路径长度之 差计算为小于在所述第二微分相格的第一和第二波导分支中穿行的第二光信号的 一个波长。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，对于1530nm与1570nm之间的 波长而言，在形成所述第一、第二、和第三光耦合器中的每一者的耦合区域的第一 波导和第二波导之间的不对称介于±30nm的情况下，所述光耦合器的归一化交叉- 端口功率的偏差离期望的功率分束比不到2％。