[发明专利]一种折射率可调的光栅耦合器及其制作方法

权利要求书

1.一种折射率可调的光栅耦合器的制作方法，其特征在于：光栅槽为不同横向占空比的亚波长结构，光栅为在纵向即x方向不同的x位置具有不同的横向即y方向占空比f_y的光栅；光栅在纵向的占空比f_x取值是在（0，1）之间的一个定值；构成纵向上不同x位置光栅槽的亚波长结构，其横向占空比f_y的取值由输出高斯型场分布G(x)所需要的泄漏因子分布α(x)决定。

2.根据权利要求1所述的一种折射率可调的光栅耦合器的制作方法，其特征在于：为了得到公式（1）中的高斯型场分布G(x)，需要调节泄漏因子分布α(x)，高斯形状的输出场分布G(x)，光栅的功率泄漏因子必须满足：

2α(x)=G2(x)/[1-∫0xG2(t)dt]---(1)]]>

式中为归一化的高斯分布，其中w₀=5.2μm，w₀大小与单模光纤模场半径5.2μm对应；

根据公式（6）在光栅耦合器其他结构参数固定的前提下，变化不同的横向占空比f_y和纵向周期Λ_x的参数组合通过仿真软件计算得到不同α值，即可调节光栅的功率泄漏因子α，

光栅耦合器的泄漏因子表达式为：

2α=(P_up+P_down)/P_in    (6)

（6）式中P_in为输入光波导的光功率，P_up和P_down分别为向上和向下衍射的光功率，在对光栅耦合器的模拟仿真中，P_in归一化等于1；通过对不同光栅槽折射率下的均匀光栅耦合器对一定波长光向外的泄漏功率P_up和P_down计算得到α；

通过调节f_y，f_y为固定亚波长结构在y方向的周期为亚波长量级的任一值，来调节泄漏因子分布α(x)进而实现衍射输出的场分布为高斯型场分布G(x)。

3.应用权利要求1或2所述的制作方法得到的折射率可调的光栅耦合器。