[发明专利]一种模式复用解复用器、模式解复用方法及模式复用方法

说明书

一种模式复用解复用器、模式解复用方法及模式复用方法，涉及光通信器件技术领域，包括：呈非对称形且宽度变化的多模干涉波导、连接在所述多模干涉波导左侧的多模波导以及连接在所述多模干涉波导右侧的两个传输波导，所述多模波导的左端形成第一端口，每个所述传输波导的右端的单模波导处分别形成第二端口。本发明的有益效果：通过调整多模干涉波导的形状即可调整内部的干涉点，实现模式复用和解复用，结构工艺容差大，尺寸小，没有精细的波导结构，加工精度要求不高，制作成本低。

技术领域

本发明涉及光通信器件技术领域，尤其涉及一种模式复用解复用器、模式解复用方法及模式复用方法。

背景技术

模式复用/解复用器是光通信和光信号处理等应用中一个重要的器件，其功能主要是模式复用或者解复用，可以用于模式复用或者偏振复用中。目前使用的模式复用/解复用器主要有两种：定向耦合器或者非对称Y分支。

对于定向耦合器，有两种器件结构，一种是普通的直波导定向耦合器，这种结构中定向耦合器的两个波导要严格满足相位匹配条件，对工艺非常敏感，工艺容差低。第二种结构是梯形波导结构的定向耦合器，虽然这种结构对工艺精度要求不高，但是为了获得较好的性能，需要做的非常长，尺寸比较大。

对于非对称Y分支，其也是运用了耦合模理论，这种器件虽然可以做的很小，但是Y分支里存在细小的狭缝，该狭缝对器件的性能有很大影响，所以要获得好的器件性能，必须用很高精度的设备来制作该器件，成本很高。

现有的模式复用/解复用器存在工艺容差小，尺寸大，加工精度高，加工成本高等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明公开一种模式复用解复用器，运用光的多模干涉理论，采用非对称波导结构，实现高带宽的模式复用和模式解复用，加工方便、精度高、成本低，且整体结构尺寸小。

本发明提供的一种模式复用解复用器，包括：呈非对称形且宽度变化的类S形多模干涉波导、连接在所述多模干涉波导左侧的多模波导以及连接在所述多模干涉波导右侧的两个传输波导，所述多模波导的左端形成第一端口，每个所述传输波导的右端分别为单模波导，且每个传输波导右端的单模波导处分别形成第二端口，所述多模干涉波导由向下弯曲的第一弧形波导和向上弯曲的第二弧形波导拼接构成，所述多模干涉波导用于在多模干涉时激发生成多个模式，并对所有模式进行相位调控；

模式解复用时，两个不同模阶的TE模同时从所述第一端口入射，经所述多模干涉波导后分别转换为相应的TE0模，两个转换后的TE0模分别从两个所述第二端口出射；

模式复用时，两个TE0模分别从所述两个第二端口入射，经所述多模干涉波导后分别转换为相应的不同模阶的TE模，两个转换后的不同模阶的TE模从所述第一端口出射；

所述第一弧形波导由第二波导、第四波导、第六波导、第八波导、第三波导、第五波导、第七波导、以及第九波导构成，所述第二波导的下沿和所述第三波导的上沿接触，所述第四波导的下沿和所述第五波导的上沿接触，所述第六波导的下沿和所述第七波导的上沿接触，所述第八波导的下沿和所述第九波导的上沿接触，相互接触的上沿和下沿长度相同；

所述第二波导一端连接所述多模波导，另一端顺序连接所述第四波导、所述第六波导、以及所述第八波导，所述第三波导的一端连接所述多模波导，另一端顺序连接所述第五波导、所述第七波导、以及所述第九波导；

所述第二弧形波导由第十波导、第十二波导、第十四波导、第十六波导、第十一波导、第十三波导、第十五波导、以及第十七波导构成，所述第十波导的下沿和所述第十一波导的上沿接触，所述第十二波导的下沿和所述第十三波导的上沿接触，所述第十四波导的下沿和所述第十五波导的上沿接触，所述第十六波导的下沿和所述第十七波导的上沿接触，相互接触的上沿和下沿长度相同；