[发明专利]基于绝热锥形非对称耦合与Y分支的硅基偏振分束旋转器

权利要求书

1.基于绝热锥形非对称耦合与Y分支的硅基偏振分束旋转器，采用二氧化硅作为基底以及包覆层；在基底与包覆层中间添加硅材料的缓冲层，并在缓冲层上构建脊形波导，形成偏振分束旋转器主体，其特征在于，所述脊形波导由三段结构组成：

第一段为绝热锥形结构，宽度从W₁渐变到W₂，渐变过程中经过偏振模式转化临界宽度W₀，在波导1内部实现TM₀偏振模式到TE₁偏振模式的转化；

第二段采用非对称耦合结构和绝热锥形结构，该绝热锥形位于波导1，其末端宽度设为W₃，波导2为直波导，宽度设为W₆；实现波导1到波导2的偏振分束和旋转；

第三段为一个Y分支结构，通过一个S形弯曲结构与第二段连接，实现第二级偏振分束和旋转，Y分支的两个分支宽度分别为W₄和W₅，进行二级滤波以提高偏振消光比。

2.根据权利要求1所述的基于绝热锥形非对称耦合与Y分支的硅基偏振分束旋转器，其特征在于，所述第二段结构中，波导1中的TE₁偏振模式与波导2中的TE₀满足相位匹配条件：

n_eff1(TE₁)＝n_eff2(TE₀) (1)

其中，n_eff1(TE₁)表示波导1中TE₁偏振模式的有效折射率，n_eff2(TE₀)表示波导2中TE₀偏振模式的有效折射率。

3.根据权利要求1所述的基于绝热锥形非对称耦合与Y分支的硅基偏振分束旋转器，其特征在于，所述第三段结构中，满足偏振模式分类原理条件：

|neff_W3(TE₁)-neff_w4(TM₀)|＞|neff_W3(TE₁)-neff_w5(TE₀)| (2)

其中，neff_w3(TE₁)和neff_w4(TM₀)分别表示波导宽度为W₃和W₄时TE₁和TM₀偏振模式的有效折射率，neff_w5(TE₀)表示波导宽度为W₅时TE₀偏振模式的有效折射率。

4.根据权利要求1所述的基于绝热锥形非对称耦合与Y分支的硅基偏振分束旋转器，其特征在于，所述第一段长度L₁设为18μm；第二段的长度L₂设为83μm；第三段长度L₃设为39μm；包括各段之间的连接区，最终该偏振分束旋转器总长度约为155μm；

所述W₀＝0.67μm、W₁＝0.65μm、W₂＝0.7μm、W₃＝1μm、W₄＝0.55μm、W₅＝0.48μm、W₆＝0.4μm。