[发明专利]一种基于亚波长结构的对称三波导型偏振分束器

权利要求书

1.一种基于亚波长结构的对称三波导型偏振分束器，其特征在于，包括：输入通道(1)、右路直通通道(2)、右输出通道(3)、中路直通通道(4)、左路直通通道(5)和左路输出通道(6)；右路直通通道(2)的一端和输入通道(1)相连、另一端和右输出通道(3)相连；左路直通通道(5)的一端和左路输出通道(6)相连接；左路直通通道(5)、中路直通通道(4)和右路直通通道(2)平行且对齐摆放，三通道之间的距离为200nm～500nm，构成对称三波导定向耦合器结构(7)；对称三波导定向耦合器结构(7)的耦合长度L_C满足下式：

式中：λ为工作波长，表示对称定向耦合器结构(7)所支持的第0阶TM模的有效折射率，表示对称定向耦合器结构(7)所支持的第1阶TM模的有效折射率。

2.如权利要求1所述的基于亚波长结构的对称三波导型偏振分束器，其特征在于，输入通道(1)、右路直通通道(2)、右输出通道(3)、中路直通通道(4)、左路直通通道(5)和左路输出通道(6)均为硅波导。

3.如权利要求1所述的基于亚波长结构的对称三波导型偏振分束器，其特征在于，中路直通通道(4)中间刻有宽为100nm，周期为200nm，占空比为50％的亚波长光栅SWG结构。

4.如权利要求3所述的基于亚波长结构的对称三波导型偏振分束器，其特征在于，亚波长光栅结构SWG由高折射材料层和低折射率材料层交替组成；其中一个高折射率材料层与一个低折射率材料层构成一个周期；若高折射率材料的宽度为a，两者组成的周期为Λ，占空比定义为f＝a/Λ。

5.如权利要求1所述的基于亚波长结构的对称三波导型偏振分束器，其特征在于，右路直通通道(2)、中路直通通道(4)和左路直通通道(5)的尺寸满足：(a)中路直通通道(4)和两侧直通通道所支持的TE模有效折射率大于0.2，相位失配；(b)中路直通通道(4)和两侧直通通道所支持的TM模有效折射率相差小于0.1，相位匹配；(c)两侧直通通道所支持的TE和TM模的有效折射率相等。

6.如权利要求1所述的基于亚波长结构的对称三波导型偏振分束器，其特征在于，偏振分束器采用绝缘硅片SOI平台制造，硅基衬底(8)为标准的6英寸硅晶片，掩埋氧化层(9)是在衬底上热生长的2μm厚的二氧化硅材料，上包层(10)为二氧化硅，且覆盖整个器件区域。