[发明专利]一种集成光波导芯片的片上偏振不依赖系统

说明书

技术领域

本发明涉及光波导器件，具体涉及一种集成光波导芯片的片上偏振不依赖系统。

背景技术

随着科技的迅速发展，通信领域的信息传输容量日益增大，人们对带宽的要求越来越高，高速率大容量光通信系统是必然趋势，光网络如何能高效、高速地传递信息成为了人们研究焦点之一。波分复用(Wavelength Division Multiplexing)技术可以在同一根光纤上同时传输多个波长信道，大大提高了光纤通信的频谱利用率。然而在现有的DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing密集波分复用)系统中，波长信道的利用率已经发展趋近极限，通过增加波长信道扩容比较困难。

为了进一步提高光纤传输容量，利用模式复用技术，提高单波长信道容量可以满足这一要求。在一个光波长信道中利用两个正交的偏振光模式携带不同的信号传输，每个波长携带的信号翻倍，信道复用度扩展为原来的两倍，增加了传输容量和频谱利用率。但由于系统中各种光功能器件对于不同偏振模式的光信号具有不同的工作特性，即偏振依赖性，而从实际应用和产品化的角度来考虑，在一套光路系统中设计两组分别针对不同偏振模式的功能器件是不现实的，所以如何解决偏振依赖性，使光功能器件只工作在一个模式下成为模式复用技术中的关键技术。

在现有的偏振依赖解决方案中，基本都是基于定向耦合器或多模干涉器的模式分离结构，将正交的TE模和TM模分离到不同的光路上，再将其中某一偏振模式通过模式转换结构转换成另一种。然而模式分离结构需要较高的制作工艺的精度，稳定性和可靠性较低，不利于在系统中的实用化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成光波导芯片的片上偏振不依赖系统。通过模式转换器将光波导中传输的TM0模转换为TE1模，再通过分路器将TE1模分束为TE0模，信号在光路中只以一种偏振模式传输，经过功能器件处理后再通过相对称的过程将TE0模转换为TM0模传输，从而实现了系统的偏振不依赖。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一、一种集成光波导芯片的片上偏振不依赖系统：

本发明包括正向偏振转换模块、Y型波导分路器、两个光功能模块、两个相位调制模块、Y型波导合路器和反向偏振转换模块。

存在正交的TE0模和TM0模两种模式的光输入到正向偏振转换模块，正向偏振转换模块将输入光中的TM0模转换为TE1模同时保持原有TE0模不变；进而TE0模和TE1模从正向偏振转换模块输入Y型波导分路器，Y型波导分路器将TE1模分成振幅对称，相位相反的两路+TE0/2模和﹣TE0/2模，同时将原有的TE0模分为完全对称两路+TE0/2模，则光被分成分别含有由TE0转化为+TE0/2模、由TE1转化为+TE0/2模和由TE0转化为+TE0/2模、由TE1转化为﹣TE0/2模的两路光；Y型波导分路器输出的两路光分别输入完全相同的光功能模块进行信号处理；进而两路光分别输入相位调制模块使两路光的相位变化相同后分别输出到Y型波导合路器，在Y型波导合路器中两路同相的由TE0转化为的+ TE0/2模合为TE0模，两路反相的由TE1转化为的+TE0/2模和﹣TE0/2模合为TE1模，则两路光重新合成一路TE0模和TE1模；进而Y型波导合路器输出的TE0模和TE1模输入反向偏振转换模块，将TE1模转换为模TM0模同时保持新合成的TE0模不变，最后输出的是经过光功能模块偏振不依赖的光处理的正交的TE0模和TM0模的光。

二、另一种集成光波导芯片的片上偏振不依赖系统：

本发明包括正向偏振转换模块、Y型波导分路器、两个光功能模块、两个相位调制模块、Y型波导合路器和反向偏振转换模块；其特征在于：