[发明专利]一种光波导模式转换器的制造方法及模式转换器

权利要求书

1.一种光波导模式转换器的制造方法，其特征在于，包括步骤：

（A）设计一体化的波导体，波导体具有第一段、第二段以及第三段；

（B）根据要转换的高阶模阶数及模场对称性确定第一段和第三段的结构及相对位置；

（C1）沿传播方向将第二段均分为n-1段，第二段边缘形成2n个均分点；

（C2）采用优化算法优化均分点的位置和第二段沿传播方向的长度；其中，优化算法为启发式优化算法中或函数近似/逼近算法中的一种；

（C3）通过具有曲线特征的插值方式扩展第二段边缘上除了2n个均分点之外的其余部分，使得第二段具有平滑边缘，确定第二段的结构，完成波导体的结构设计；

（D）取衬底，并在衬底上设置步骤（C3）设计的波导体，制成模式转换器。

2.如权利要求1所述的光波导模式转换器的制造方法，其特征在于，所述步骤（C2）中优化的均分点为第二段中部的2n-4个均分点。

3.如权利要求1所述的光波导模式转换器的制造方法，其特征在于，所述步骤（C2）中采用优化算法构建各个均分点的位置和波导长度与模式转化率的映射关系，确定转化效率最大的参数，进而确定各个均分点的位置和波导长度。

4.如权利要求1所述的光波导模式转换器的制造方法，其特征在于，所述步骤（B）具体包括步骤：

（B1）根据支持基模和支持要转换的高阶模的波导宽度确定第一段和第三段的宽度；

（B2）根据基模和要转换的高阶模的模场分布对称性确定第一段和第三段的相对位置。

5.如权利要求1所述的光波导模式转换器的制造方法，其特征在于，所述步骤（A）中，当基模光通过第一段入射时，第二段将第一段输入进来的基模光转换为高阶模光波，并通过第三段输出；当高阶模光从第三段入射时，第二段将高阶模光转换为基模光，并通过第一段输出。

6.如权利要求1所述的光波导模式转换器的制造方法，其特征在于，所述步骤（A）中的第一段和第三段为条形波导，第二段为边缘具有平滑曲线特征的过渡波导。

7.一种模式转换器，其特征在于，采用如权利要求1至6中任一项所述的光波导模式转换器的制造方法制成。