[发明专利]一种硅基波导光学混频器装置

权利要求书

1.一种硅基波导光学混频器装置，包含：第一偏振光束分配器、第二偏振光束分配器、第一相移混频器、第二相移混频器；所述第一偏振光束分配器用于通过其第一或第二输入端口接收包含TE模式和TM模式的第一输入光信号，模式分离后，通过其第一输出端口、第二输出端口分别输出TE模式输入光、TM模式输入光；所述第二偏振光束分配器用于通过其第一或第二输入端口接收包含TE模式和TM模式的第二输入光信号，模式分离后，通过其第一输出端口、第二输出端口分别输出TE模式本地光、TM模式本地光；所述第一相移混频器用于通过其第一输入端口、第四输入端口分别接收所述TE模式输入光、所述TE模式本地光，相干解调后，分别通过其第一、第二、第三、第四输出端口输出第一、第二、第三、第四TE模式光信号，所述第一、第二、第三、第四TE模式光信号与所述TE模式本地光的相位差分别为180°、0°、270°、90°；所述第二相移混频器用于通过其第一输入端口、第四输入端口分别接收所述TM模式输入光、所述TM模式本地光，相干解调后，分别通过其第一、第二、第三、第四输出端口输出第一、第二、第三、第四TM模式光信号，所述第一、第二、第三、第四TM模式光信号与所述TM模式本地光的相位差分别为180°、0°、270°、90°；

所述第一偏振光束分配器，包含：第九多模干涉耦合器、第十多模干涉耦合器、第一硅基光波导；所述第一输入光信号经所述第九多模干涉耦合器分光后输出第一输入分光信号、第二输入分光信号；所述第一硅基光波导，包含第一、第二波导臂，所述第一波导臂上有第一宽波导；所述第一输入分光信号经所述第一波导臂，输出TE模式与TM模式相位差为180度的第一移相光至所述第十多模干涉耦合器的输入端口；所述第二输入分光信号经所述第二波导臂输出第一参考光信号至所述第十多模干涉耦合器的另一输入端口；所述第十多模干涉耦合器用于对所述第一移相光、第一参考光信号进行耦合，通过所述第一偏振光束分配器的第一输出端口、第二输出端口分别输出TE模式输入光、TM模式输入光；所述第二偏振光束分配器，包含：第十一多模干涉耦合器、第十二多模干涉耦合器、第二硅基光波导；所述第二输入光信号经所述第十一多模干涉耦合器分光后输出第三输入分光信号、第四输入分光信号；所述第二硅基光波导，包含第三、第四波导臂，所述第三波导臂上有第二宽波导；所述第三输入分光信号经所述第三波导臂，输出TE模式与TM模式相位差为180度的第二移相光至所述第十二多模干涉耦合器的输入端口；所述第四输入分光信号经所述第四波导臂输出第二参考光信号至所述第十二多模干涉耦合器的另一输入端口；所述第十二多模干涉耦合器用于对所述第二移相光、第二参考光信号进行耦合，通过所述第二偏振光束分配器的第一输出端口、第二输出端口分别输出TE模式本地光、TM模式本地光；

其特征在于，

所述第九多模干涉耦合器、第十多模干涉耦合器、第十一多模干涉耦合器、第十二多模干涉耦合器的每一个，宽度为39～43微米，长度为3500～3650微米，均为3dB耦合器；

所述第一波导臂、第二波导臂、第三波导臂、第四波导臂的每一个，长度为6500微米；

所述第一宽波导、第二宽波导的长度为：

其中，L为所述第一、第二宽波导的长度，N＝1，2，3，……，λ为光信号的波长，B为TE/TM模式在所述硅基光波导中的双折射差。