[发明专利]制造容差和宽带偏振分路器和旋转器

说明书

一种偏振分路器旋转器包括：基板；形成在基板中的初级贯通波导(WG1)，其在底部区域(110)上方具有定制的锥形顶部区域(108)；形成在基板中的具有定制主体形状的次级交叉波导(WG2)；以及位于初级贯通波导(WG1)和次级交叉波导(WG2)之间的间隙(102)。定制的锥形顶部区域(108)迫使TM模式转换为TE模式并交叉进入次级交叉波导(WG2)。

交叉引用

本申请要求于2017年7月27日提交的美国临时申请第62/537,786号的优先权，通过具体引用将该临时申请作为整体结合在此。

背景技术

除非本文另有说明，否则本文描述的材料不是本申请中权利要求的现有技术，并且由于包含在本部分中而不能承认其是现有技术。

偏振分路器旋转器(PSR)可以用作Si和Si/SiN混合平台上的光子集成电路(PIC)的有用部件。集成光学装置和电路通常对偏振敏感，通常仅设计用于TE模式。这样，输入光的TM模式可被转换为TE模式。偏振不敏感电路可以使用高性能PSR将TE/TM输入光的组合分离和旋转为仅TE光。

通常，输入的光可以同时包括TM模式和TE模式，但是当耦合到PIC时，优选TE模式。将TE和TM分离，并将TM转换为TE，并将两者都提供给以相同偏振操作的相同装置。以前，PSR装置可包括Si/SiN混合平台，其Si基板上方有SiO₂区域，而SiO₂区域则具有与Si波导分开的SiN波导(通过SiO₂光耦合)。在一个选择中，可以将TM模式从TE模式中分离出来，然后旋转以将分离的TM模式转换为TE模式。另一个选择是在偏振旋转装置(PR)中将TM模式转换为更高模式的TE(TE01)，并在肋波导结构中进行转换，在偏振分离器(PS)中将TE01与TE分离，然后在第二个波导中将TE01转换为TE00。然而，由于复杂的模式转换和设计，这些方法具有有限的制造公差、较小的带宽和较低的消光比，这可能是不利的。

本文所要求保护的主题不限于解决上述任何缺点或仅在诸如上述环境中操作的实施方式。而是，提供此背景仅用于说明可以实践本文描述的一些实施方式的技术领域的一个示例。

发明内容

在一些实施方式中，偏振分路器旋转器(PSR)可包括：基板；形成在基板中的初级贯通波导，所述初级贯通波导具有贯通第一端，所述贯通第一端具有贯通第一宽度和贯通第一厚度，所述初级贯通波导具有贯通主体，所述贯通主体具有从贯通第一端延伸至贯通第二端的加宽锥度，所述贯通第二端具有大于贯通第一宽度的贯通第二宽度，所述贯通第二端的至少一部分具有小于贯通第一厚度的贯通第二厚度，贯通主体具有朝着贯通第二端延伸的顶部和延伸至贯通第二端的底部，所述底部具有从贯通第一端至贯通第二端的加宽锥度，所述顶部具有从贯通第一端朝向贯通第二端的变窄锥度，暴露出底部的表面，底部的暴露表面具有从贯通第一端朝向贯通第二端的加宽锥度；形成在基板中的次级交叉波导，所述次级交叉波导具有交叉第一端，所述交叉第一端具有交叉第一宽度和交叉厚度，所述次级交叉波导具有交叉主体，所述交叉主体具有从交叉第一端延伸至交叉第二端的加宽锥度，所述交叉第二端具有大于交叉第一宽度的交叉第二宽度，所述交叉第二端具有所述交叉厚度；以及初级贯通波导和次级交叉波导之间的间隙。