[发明专利]一种基于薄膜铌酸锂波导的集成型偏振分束器

权利要求书

1.一种基于薄膜铌酸锂波导的集成型偏振分束器，其特征在于由如下部分组合构成：1×2多模干涉耦合器(I)、多段式相移器(II)与2×2多模干涉耦合器(III)依次级联构成马赫曾德尔干涉器结构；所述1×2多模干涉耦合器(I)由第一锥状波导(31)、第二锥状波导(32)、第三锥状波导(33)与第一多模波导组成(34)；所述1×2多模干涉耦合器(I)中的第一锥状波导(31)与输入波导(0)连接；所述2×2多模干涉耦合器(III)由第四锥状波导(41)、第五锥状波导(42)、第六锥状波导(43)、第七锥状波导(44)与第二多模波导(45)构成；所述2×2多模干涉耦合器(III)中的第六锥状波导(43)、第七锥状波导(44)分别与第一输出波导(1)、第二输出波导(2)连接；所述多段式相移器(II)由第一干涉臂(II-1)与第二干涉臂(II-2)构成；所述第一干涉臂(II-1)由第一连接波导(11)、第一相移波导(21)、第二连接波导(12)、第二相移波导(22)、第三连接波导(13)依次连接构成；所述第二干涉臂(II-2)由第四连接波导(14)、第三相移波导(23)、第五连接波导(15)、第四相移波导(24)、第六连接波导(16)依次连接构成；

输入光由输入波导(0)传输至偏振不敏感的1×2多模干涉耦合器(I)后，以相同的强度与相位分为两束，并进入第一干涉臂(II-1)与第二干涉臂(II-2)；其中输入第一干涉臂(II-1)的光信号依次通过第一连接波导(11)、第一相移波导(21)、第二连接波导(12)、第二相移波导(22)、第三连接波导(13)，并通过第四锥状波导(41)进入2×2多模干涉耦合器(III)；输入第二干涉臂(II-2)的光信号依次通过第四连接波导(14)、第三相移波导(23)、第五连接波导(15)、第四相移波导(24)、第六连接波导(16)，并通过第五锥状波导(42)进入2×2多模干涉耦合器(III)；光信号在第一相移波导(21)与第三相移波导(23)主要沿y方向传播，因此在其中传输的TE基模是非常光，而在其中传输的TM基模是寻常光；光信号在第二相移波导(22)与第四相移波导(24)主要沿z方向传播，因此在其中传输的TE基模与TM基模都是寻常光；通过控制第一相移波导(21)与第三相移波导(23)的长度差，以及第二相移波导(22)与第四相移波导(24)的长度差，能够使得TE基模在通过多段式相移器(II)之后，在第一干涉臂(II-1)与第二干涉臂(II-2)之间产生﹣90°相位差，同时TM基模在通过多段式相移器(II)之后，在第一干涉臂(II-1)与第二干涉臂(II-2)之间产生+90°相位差；输入光中的TE基模在进入偏振不敏感的2×2多模干涉耦合器(III)后，由于具有﹣90°相位差，被完全耦合至第一输出波导(1)；输入光中的TM基模在进入偏振不敏感的2×2多模干涉耦合器(III)后，由于具有+90°相位差，被完全耦合至第二输出波导(2)；平行于输入波导和输出波导传播方向的方向为y方向，垂直于输入波导和输出波导传播方向的方向为z方向；

第一相移波导(21)、第三相移波导(23)均由弯曲波导与y方向传输的直波导构成；第二相移波导(22)、第四相移波导(24)均由弯曲波导与z方向传输的直波导构成。

2.根据权利要求1所述的一种基于薄膜铌酸锂波导的集成型偏振分束器，其特征在于所述第一相移波导(21)、第三相移波导(23)的长度差，以及第二相移波导(22)、第四相移波导(24)的长度差能够保证TE基模产生﹣90°相位差，同时保证TM基模产生+90°相位差。

3.根据权利要求1所述的一种基于薄膜铌酸锂波导的集成型偏振分束器，其特征在于所述输入波导(0)中输入的TE基模能够传输至第一输出波导(1)。

4.根据权利要求1所述的一种基于薄膜铌酸锂波导的集成型偏振分束器，其特征在于所述输入波导(0)中输入的TM基模能够传输至第二输出波导(2)。