[发明专利]砖砌状亚波长周期性波导、使用该波导的模态适配器、功率分配器和偏振分束器

权利要求书

1.一种优选为单模的砖砌状亚波长周期性波导(600)，波在传播方向上传播通过该波导，其特征在于，包括：衬底(603)，在所述衬底(603)上，布置有多个芯材的块(601、602)，所述芯材的块(601、602)以在传播方向上具有周期'Λ_z'的周期性方式布置；以及覆盖材料(604)，所述覆盖材料(604)布置在多个块(601、602)之间和多个块(601、602)之上，存在宽度为'a_x'的第一块(601)和宽度为'b_x'的第二块(602)，它们根据周期'Λ_x'垂直于所述传播方向在所述衬底(603)上交替，并且所述第二块(602)相对于所述第一块(601)在所述传播方向上偏移距离'd_z'。

2.根据权利要求1所述的周期性波导(600)，其中，所述周期'Λ_z'满足

Λ_z＜λ/(2·n_eff)

λ是传播通过所述周期性波导(600)的波的波长，并且n_eff是模的有效折射率。

3.根据权利要求1所述的周期性波导(600)，其中，所述周期'Λ_z'满足

Λ_zλ/(2·n_eff)

λ是传播通过所述周期性波导(600)的波的波长，并且n_eff是有效模折射率。

4.根据权利要求1所述的周期性波导(600)，其中，选择宽度为'b_x'的所述第二块(602)的偏移'd_z'，使得零阶横电模(TE₀)的第一有效折射率(n_TM)不同于零阶横磁模(TM₀)的第二有效折射率(n_TM)。

5.根据权利要求1所述的周期性波导(600)，其中，选择宽度为'b_x'的所述第二块(602)的偏移'd_z'，使得零阶横电模(TE₀)的第一有效折射率(n_TM)等于零阶横磁模(TM₀)的第二有效折射率(n_TM)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的周期性波导(600)，其中，所述周期性波导(600)具有可变的宽度(W)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的周期性波导(600)，其中，布置块(601、602)所依据的周期(Λ_z和Λ_x)在所述传播方向上和垂直于所述传播方向的方向上是可变的。

8.根据前述权利要求中任一项所述的周期性波导(600)，其中，所述距离(d_z)在所述传播方向上是可变的。

9.根据前述权利要求中任一项所述的周期性波导(600)，其中，所述覆盖材料(604)和所述芯材的多个块(601、602)的特征为沿着所述波导(600)的长度具有恒定的几何特性。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的周期性波导(600)，其中，所述覆盖材料(604)和所述芯材的多个块(601、602)的特征为沿着所述波导(600)的长度具有可变的几何特性。

11.根据前述权利要求中任一项所述的周期性波导(600)，其中，所述块(601、602)由硅制成，并且所述衬底(603)是优选为二氧化硅的绝缘材料，为绝缘体上硅(SOI)配置。

12.根据前述权利要求中任一项所述的周期性波导(600)，其中，所述覆盖材料(604)是选自二氧化硅、聚合物和空气的材料。