[发明专利]一种基于聚合物的四模模式循环转换器

权利要求书

1.一种基于聚合物的四模模式循环转换器，所述四模模式循环转换器包括：由下而上的衬底、下芯层和上芯层；包层包覆下芯层和上芯层；其特征在于，

包层、上芯层和下芯层为折射率不同的聚合物，且折射率由低到高；

上芯层包括：第一少模波导(6)和第二少模波导(1)，两者相互平行，且结构和材料均相同，均能同时至少支持少模光纤的LP₀₁、LP_11b、LP₀₂和LP_21b模式；

下芯层包括：第一单模波导至第四单模波导(2，3，4，5)，四者位于少模波导平行区域下方，且结构不同材料相同，分别用于将少模波导的模式LP₀₁转换为LP_11b、LP_11b转换为LP₀₂、LP₀₂转换为LP_21b、LP_21b转换为LP₀₁；

上芯层和下芯层形成光通路，用于将进入第一少模波导(6)的光信号经过下芯层的其中一个单模波导模式转换后，从第二少模波导(1)输出。

2.如权利要求1所述的四模模式循环转换器，其特征在于，每个单模波导包括：依次连接的基模输入区(11)、第一S型过渡区(10)、梯形过渡区(9)、第二S型过渡区(8)和基模输出区(7)；

上述组件的结构参数同时满足以下条件：

支持从少模光纤的一个模式转换为另一个模式；第一少模波导(6)的能量最大程度转换到基模输入区(11)；能量弯曲损耗最低；梯形过渡区(9)匹配连接第一S型过渡区(10)和第二S型过渡区(8)；基模输出区(7)内的能量最大程度转换到第二少模波导(1)。

3.如权利要求2所述的四模模式循环转换器，其特征在于，上芯层下表面与下芯层上表面之间的距离同时满足以下条件：

支持从少模光纤的一个模式转换为另一个模式；第一少模波导(6)能量最大程度转换到基模输入区(11)；基模输出区(7)内的能量最大程度转换到第二少模波导(1)。

4.如权利要求1至3任一项所述的四模模式循环转换器，其特征在于，下芯层的下表面和衬底的上表面之间的距离同时满足以下条件：保证下芯层内的能量不往外泄露的同时，尽可能节约包层的材料。

5.如权利要求1至3任一项所述的四模模式循环转换器，其特征在于，上芯层的上表面和位于上包层的上表面之间的距离同时满足以下条件：保证上芯层内的能量不往外泄露的同时，尽可能节约包层的材料。

6.如权利要求1至5任一项所述的四模模式循环转换器，其特征在于，上芯层材料为EpoCoreEpoClad混合材料，下芯层材料为EpoCore，包层材料为EpoClad。

7.如权利要求1至6任一项所述的四模模式循环转换器，其特征在于，整个四模模式循环转换器为长方体，长度范围为32mm～33mm，厚度范围为150μm～200μm，宽度范围为3mm～4mm。