[发明专利]包含二维光栅的偏振分集光栅耦合器

说明书

技术领域

本发明一般来说涉及光学装置，且更具体来说涉及光学装置的光学耦合器以及其使用及制造方法。

背景技术

此部分介绍可有助于促进对本发明的更好理解的方面。因此，应根据此来阅读此部分的陈述。此部分的陈述不应理解为关于什么是现有技术或什么不是现有技术的承认。

目前使用离散光学器件来制作用于通信应用(例如，光纤到户应用)的光学双工器及三工器光学装置。举例来说，多工器及三工器通常是逐件地组装且涉及数个对准程序，因此增加制造此些装置的费用。

发明内容

一个实施例是一种光学装置。所述装置包含具有平面表面且在上面具有光学核心的衬底。所述装置还包含位于所述光学核心中的二维光栅，所述二维光栅由光折射结构的规则二维图案形成，所述光折射结构中的一者位于位于横向限界区中的规则二维格的每一节点处。所述装置还包含处于所述平面衬底上且具有端耦合到所述二维光栅的端的第一及第二光学波导，所述第一光学波导使得接近其所述端的传播的方向实质上沿所述二维格的基格向量，所述第二光学波导使得接近其所述端的传播的方向不平行于所述规则二维格的基格向量。

光学装置的另一实施例包含上文所描述的衬底、光学核心及二维光栅。所述装置还包含处于所述平面衬底上且具有端耦合到所述二维光栅的端的一个或一个以上光学波导。所述一个或一个以上光学波导使得接近其所述端的传播的方向实质上沿所述规则二维格的非基格向量。

另一实施例是一种使用光学装置的方法。所述方法包含将光传输穿过光学耦合器。传输包括朝向光学核心层中的二维光栅引导所述光，所述光是以实质上法向于所述光学核心层位于其上的平面衬底的角度被引导，所述二维光栅是由光折射结构的规则二维图案形成，所述光折射结构中的一者位于位于横向限界区中的规则二维格的每一节点处。传输包括在所述二维光栅中衍射所述光，使得所述光射出所述二维光栅，进入到处于所述平面衬底上且具有端耦合到所述二维光栅的端的第一及第二光学波导中，所述第一光学波导使得接近其所述端的传播的方向实质上沿所述二维格的基格向量，所述第二光学波导使得接近其所述端的传播的方向不平行于所述规则二维格的基格向量。

另一实施例是一种制造光学装置的方法。所述方法包含在平面衬底上制作光学耦合器。制作所述光学耦合器包括形成二维光栅，包括在所述衬底上形成光学核心层。制作所述光学耦合器包括图案化所述光学核心层以形成光折射结构的周期性布置，所述光折射结构中的一者位于位于横向限界区中的规则二维格的每一节点处。制作所述光学耦合器包括图案化所述光学核心层以形成处于所述平面衬底上且具有端耦合到所述二维光栅的端的第一及第二光学波导，所述第一光学波导使得接近其所述端的传播的方向实质上沿所述二维格的基格向量，所述第二光学波导使得接近其所述端的传播的方向不平行于所述规则二维格的基格向量。

附图说明

当参照附图阅读下文详细说明时可从中最好地理解本发明的实施例。对应或相同编号或字符指示对应或相同结构。各图可能未按比例绘制且为清晰地进行论述可能在大小上任意地增大或减小。现在结合附图参考以下说明，附图中：

图1呈现实例性光学装置的透视图；

图2呈现图1中所展示的实例性装置的一部分的详细平面图；

图3呈现图1中所展示的实例性装置的一部分的横截面图；

图4呈现使用光学装置(例如，图1到图3中所描绘的装置)的实例性方法的流程图；

图5呈现制造光学装置(例如，图1到图3中所描绘的装置)的实例性方法的流程图；

图6展示在空间频域中实例性光栅(例如，图1到图3中所描绘的光栅)中的光衍射的示意性表示；

图7展示实例性装置(例如，图1到图3中所描绘的装置)的从小面光纤到光栅光纤的光纤到光纤传输率(在1577nm波长区中)，其中θ等于约2度；

图8展示实例性装置(例如，图1到图3中所描绘的装置)的从小面光纤到光栅光纤的光纤到光纤传输率(在1577nm波长区中)，其中θ等于约5度；

图9展示实例性装置(例如，图1到图3中所描绘的装置)的从光栅到光电二极管的净响应率(在1270nm波长区中)，其中θ等于约2度；

图10展示实例性装置(例如，图1到图3中所描绘的装置)的从小面到光电二极管的光电二极管的净响应率(在1577nm波长区中)，其中θ等于约2度；

图11A呈现类似于图1到图3中所描绘的光学装置的实例性光学装置的透视图；及