[发明专利]片上集成波分复用器及芯片

权利要求书

1.一种片上集成波分复用器，其特征在于，所述波分复用器包括总线波导、设于所述总线波导上的至少两个级联的波分复用单元；

每个所述波分复用单元包括两个输入端口和一个输出端口，其用于将由所述两个输入端口接收到的两路光信号进行合波，并将合波光信号从所述输出端口输出；

其中，第一级波分复用单元的两个输入端口分别用于接收具有不同偏振态的入射光信号，或者，第一级波分复用单元的两个输入端口中的一个用于接收具有偏振态的一束入射光信号，另一个不用于接收光信号；

每个非第一级波分复用单元的两个输入端口中的一个用于接收入射光信号，另一个用于接收上一级波分复用单元输出的合波光信号，且对应输入中心波长相邻的两个非第一级波分复用单元中，所述两个非第一级波分复用单元所接收的入射光信号的偏振态不同；

其中，各个所述入射光信号具有不同的波长。

2.根据权利要求1所述的片上集成波分复用器，其特征在于，

每个波分复用单元由下列结构的任一种构成：模式复用器和多模布拉格光栅构成的组合结构、反向布拉格光栅定向耦合器结构。

3.根据权利要求1所述的片上集成波分复用器，其特征在于，

所述波分复用器还包括至少一个偏振旋转器件，用于接收原始入射光信号并改变所述原始入射光信号的偏振态，所有原始入射光信号具有相同的偏振态，

其中，针对所述第一级波分复用单元的两个输入端口分别用于接收具有不同偏振态的入射光信号，

所述第一级波分复用单元的两个输入端口中的一个将对应的偏振旋转器件对所述原始入射光信号改变偏振态后的光信号作为所述入射光信号，另一个直接将所述原始入射光信号作为其入射光信号；

相邻的两个非第一级波分复用单元中的一个将对应的偏振旋转器件对所述原始入射光信号改变偏振态后的光信号作为所述入射光信号，另一个直接将所述原始入射光信号作为其入射光信号。

4.根据权利要求3所述的片上集成波分复用器，其特征在于，

每个所述偏振旋转器件将接收到的所述原始入射光信号的原始偏振态改变成与该原始偏振态垂直的偏振态。

5.根据权利要求4所述的片上集成波分复用器，其特征在于，在波长上相邻的两个具有同一偏振态的入射光信号的中心波长之间的差值大于预设的波长差阈值。

6.根据权利要求5所述的片上集成波分复用器，其特征在于，

各个所述入射光信号之间具有预定的波长间隔，并且从所述级联的波分复用单元中的第一级开始，各级波分复用单元对应的输入端口按照各个所述入射光信号的波长大小的顺序依次或者逆序依次接收对应的入射光信号。

7.根据权利要求1所述的片上集成波分复用器，其特征在于，所述片上集成波分复用器的光波导材料是硅、氮化硅、氮氧化硅、掺杂二氧化硅、铌酸锂、以及三五族半导体材料中的任意一种。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的片上集成波分复用器，其特征在于，各级所述波分复用单元是由模式复用器和多模布拉格光栅构成的组合结构；

其中，针对每个波分复用单元：

该波分复用单元中的模式复用器包括第一端口、第二端口以及第三端口，所述第一端口和第二端口分别用于输出合波光信号以及接收对应的所述入射光信号，所述第三端口连接该波分复用单元中的多模布拉格光栅的输出端口；

若该波分复用单元是非第一级波分复用单元，则该波分复用单元中的多模布拉格光栅的一端用于接收上一级波分复用单元输出的合波光信号，另一端与该波分复用单元中的模式复用器的所述第三端口连接；

若该波分复用单元是第一级波分复用单元，则该波分复用单元中的多模布拉格光栅的一端用于接收对应的入射光信号，另一端与该波分复用单元中的模式复用器的所述第三端口连接；或者，

若该波分复用单元是第一级波分复用单元，则该波分复用单元中的多模布拉格光栅的一端仅与该波分复用单元中的模式复用器的所述第三端口连接。