[发明专利]基于TM0模式光的马赫曾德尔干涉仪及制备方法

说明书

本发明提供一种基于TM0模式光的马赫曾德尔干涉仪及其制备方法，结构包括：输入波导、第一模式转换器、连接臂、第二模式转换器及输出波导，其中，第二模式转化器与第一模式转换器的结构相同，具有双层锥形结构。本发明实现无论输入端输入TM0模式的入射光还是TE1模式的输入光，连接臂包括直波导段，其输出端均可以输出TM0模式和TE1模式的出射光；可以有效解决现有技术存在的马赫曾德尔干涉仪对温度较为敏感、结构复杂、尺寸大等问题：可以实现与CMOS工艺兼容，便于批量化生产。

技术领域

本发明属于光学技术领域，特别是涉及一种基于TM0模式光的马赫曾德尔干涉仪及其制备方法。

背景技术

马赫曾德尔干涉仪(Mach Zehnder Interferometer，MZI)是光学基础器件，被广泛应用于现代光纤传输系统中。由于硅基材料的热光系数较大，基于硅基的马赫曾德尔干涉仪普遍对于温度敏感，为了解决该问题，现有马赫曾德尔干涉仪普遍采用双连接臂结构。然而，现有技术中的方式存在结构复杂，尺寸大等问题，特别是基于TM0模式光的马赫曾德尔干涉仪。

因此，如何有效解决现有技术中基于TM0模式光的马赫曾德尔干涉仪对温度敏感等问题实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种马赫曾德尔干涉仪，用于解决现有技术中的基于TM0模式光的马赫曾德尔干涉仪存在的对温度较为敏感、结构复杂、尺寸大等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于TM0模式光的马赫曾德尔干涉仪，所述马赫曾德尔干涉仪包括：

输入波导；

第一模式转换器，与所述输入波导相连接，所述第一模式转换器具有双层锥形结构；

第二模式转换器，位于所述第一模式转换器的一侧并与所述第一模式转换器之间具有间距，所述第二模式转化器与所述第一模式转换器的结构相同且对称设置；

连接臂，位于所述第一模式转换器与所述第二模式转换器之间，一端与所述第一模式转换器相连接，另一端与所述第二模式转换器相连接，且所述连接臂包括直波导段；

输出波导，与所述第二模式转换器连接，以输出包括TM0模式光的混合模式输出光。

可选地，所述第一模式转换器包括：依次相连接的第一对称传输段、第二对称传输段和第三对称传输段，其中，所述第一对称传输段与所述输入波导连接，所述第三对称传输段与所述连接臂连接；所述第二模式转换器包括：依次相连接的第四对称传输段、第五对称传输段和第六对称传输段，其中，所述第四对称传输段与所述连接臂连接，所述第六对称传输段与所述输出波导连接。

可选地，所述第一对称传输段包括第一上波导段和位于其下方且关于其对称的第一下波导段，所述第二对称传输段包括第二上波导段和位于其下方且关于其对称的第二下波导段；所述第五对称传输段包括第五上波导段和位于其下方且关于其对称的第五下波导段，所述第六对称传输段包括第六上波导段和位于其下方且关于其对称的第六下波导段，以构成所述双层锥形结构。

可选地，所述第一下波导段与所述第一上波导段的厚度之和、所述第二下波导段与所述第二上波导段的厚度之和、所述第三对称传输段的厚度相等；所述第四对称传输段的厚度、所述第五下波导段与所述第五上波导段的厚度之和、所述第六下波导段与所述第六上波导段的厚度之和相等。

可选地，所述第一上波导段与所述第一下波导段的厚度相等，所述输入波导的厚度为所述第一上波导厚度的2倍；所述第二上波导段与所述第二下波导段的厚度相等；所述第五上波导段与所述第五下波导段的厚度相等；所述第六上波导段与所述第六下波导段的厚度相等。