[发明专利]傅里叶型波导分光芯片

权利要求书

1.一种傅里叶型波导分光芯片，其特征在于，包括：

第一耦合器，所述第一耦合器为偏振不敏感的耦合器，所述第一耦合器用于接收输入光，所述输入光包括多个偏振方向的光；

分光单元，与所述第一耦合器连接，所述分光单元用于对所述输入光进行分光；

探测器，与所述分光单元连接，所述探测器用于将分光后的所述输入光转换为对应的电信号，

所述分光单元包括：

第一分束器，与所述第一耦合器连接，所述第一分束器用于将所述输入光分成第一偏振光和第二偏振光，所述第一偏振光的偏振方向与所述第二偏振光的偏振方向垂直；

第一旋转器，与所述第一分束器连接，所述第一旋转器用于将所述第一偏振光转换为所述第二偏振光，或者将所述第二偏振光转换为所述第一偏振光；

基于光开关的MZI光谱分光结构，与所述第一旋转器以及所述第一分束器分别连接，所述基于光开关的MZI光谱分光结构用于将接收的所述第一偏振光进行分光，得到第三偏振光，或者将接收到的所述第二偏振光进行分光，得到第四偏振光，所述基于光开关的MZI光谱分光结构包括两个输出接口，所述基于光开关的MZI光谱分光结构还用于将所述第三偏振光通过两个所述输出接口输出，或者将所述第四偏振光通过两个所述输出接口输出；

第二旋转器，与两个所述输出接口中的一个连接，所述第二旋转器用于将所述第三偏振光转换为所述第四偏振光，或者将所述第四偏振光转换为所述第三偏振光；

第一合束器，与两个所述输出接口中的另一个以及所述第二旋转器分别连接，所述第一合束器用于将接收的光进行合束；

所述基于光开关的MZI光谱分光结构包括两个子分光结构，其中一个所述子分光结构的输入端与所述第一旋转器以及所述第一分束器中的一个连接，另一个所述子分光结构的输入端与所述第一旋转器以及所述第一分束器中的另一个连接，所述子分光结构的输出端为所述输出接口；

所述子分光结构包括：

第二分束器，所述第二分束器的输入端为所述子分光结构的输入端；

多个级联光开关，所述级联光开关包括N个子光开关和N个非等臂波导，其中，第一子光开关的输入端与所述第二分束器的输出端连接，第M子光开关和第M+1子光开关通过所述非等臂波导连接，1≤M＜N；

多个第二耦合器，所述第二耦合器的输入端与第N子光开关的输出端通过第N非等臂波导连接；

第二合束器，所述第二合束器的输入端与多个所述第二耦合器的输出端连接，所述第二合束器的输出端为所述子分光结构的输出端。

2.根据权利要求1所述的傅里叶型波导分光芯片，其特征在于，所述第一偏振光以及所述第三偏振光均为横电波，所述第二偏振光以及所述第四偏振光均为横磁波。

3.根据权利要求1所述的傅里叶型波导分光芯片，其特征在于，所述子光开关包括：

第三耦合器，所述第三耦合器的输入端为所述子光开关的输入端；

第一移相器和第二移相器，所述第一移相器的第一端和所述第二移相器的第一端分别与所述第三耦合器的输出端连接；

第四耦合器，所述第四耦合器的输入端分别与所述第一移相器的第二端以及所述第二移相器的第二端连接，所述第四耦合器的输出端为所述子光开关的输出端。

4.根据权利要求3所述的傅里叶型波导分光芯片，其特征在于，所述第三耦合器以及所述第四耦合器各自独立地选自硅基定向耦合器、硅基Y型耦合器以及多模干涉耦合器中的一种或者几种。

5.根据权利要求1所述的傅里叶型波导分光芯片，其特征在于，所述第二分束器包括第五耦合器，所述第二合束器包括第六耦合器。

6.根据权利要求1所述的傅里叶型波导分光芯片，其特征在于，所述子光开关为电光式光开关或热光式光开关。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的傅里叶型波导分光芯片，其特征在于，所述第一耦合器包括一维非等周期光栅耦合器。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的傅里叶型波导分光芯片，其特征在于，所述第一耦合器、所述分光单元以及所述探测器为采用硅CMOS工艺集成。