CN103969743A - 极化分离器 - Google Patents
极化分离器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103969743A CN103969743A CN201310044387.6A CN201310044387A CN103969743A CN 103969743 A CN103969743 A CN 103969743A CN 201310044387 A CN201310044387 A CN 201310044387A CN 103969743 A CN103969743 A CN 103969743A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- branch
- optical waveguide
- input section
- dielectric
- grating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000010287 polarization Effects 0.000 title claims abstract description 32
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 48
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 18
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N nickel zinc Chemical compound [Ni].[Zn] QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
本发明提供一种极化分离器，其包括一基底、一非对称Y型光波导及一对电极。该基底采用双折射晶体制成，并包括一顶面。该非对称Y型光波导包括自该顶面向该基底内部扩散一第一材料而形成的一输入段、扩散一第二材料而形成的一第一分支及扩散一第三材料而形成的一第二分支。该第一分支及该第二分支自该输入段分岔出，该第一分支与该输入段之间形成直线通道，该第二分支与该输入段之间存在夹角，该输入段与该第一分支及该第二分支之间形成一界面。该对电极设置于该顶面上，平行于该输入段设置于该输入段两侧。而在该对电极施加电压产生的电场可使横电波更容易与横磁波分离进入该第二分支，改善极化分离效果。
Description
技术领域
本发明涉及集成光学，特别涉及一种极化分离器。
背景技术
在集成光学中，极化分离器是重要的元件，用来分离横电波及横磁波以分别对横电波(transverse electric wave, TE)及横磁波(transverse magnetic wave, TM)进行信号处理。然而，极化分离器实际上并无法完全分离横电波及横磁波，也即是说，分离后的横电波仍会夹杂一小部分横磁波而横磁波会夹杂一小部分横电波。如此，若将分离后的横电波及横磁波作为开关信号，消光比(extinction ratio)往往并不理想。极化分离器的极化分离效果亟待改善。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种极化分离效果改善的极化分离器。
一种极化分离器，其包括一基底、一非对称Y型光波导及一对电极。该基底采用双折射晶体制成，并包括一顶面。该非对称Y型光波导包括自该顶面向该基底内部扩散一第一材料而形成的一输入段、扩散一第二材料而形成的一第一分支及扩散一第三材料而形成的一第二分支。该第一分支及该第二分支自该输入段分岔出，该第一分支与该输入段之间形成直线通道，该第二分支与该输入段之间存在夹角，该输入段与该第一分支及该第二分支之间形成一界面。该对电极设置于该顶面上，平行于该输入段设置于该输入段两侧。
由于双折射现象，经该输入段传输的横磁波及横电波在经过该界面时会分离而分别进入该第一分支及该第二分支。而在该对电极施加电压产生的电场可使该输入段沿平行于该顶面且垂直于该输入段的中心轴的方向的折射率发生变化，使得横电波的相位变化较横磁波的相位变化大，从而横电波更容易与横磁波分离进入该第二分支，改善极化分离效果。
附图说明
图1为本发明较佳实施方式的极化分离器的立体示意图。
图2为图1的极化分离器沿直线II-II的剖面示意图。
图3为图1的极化分离器沿直线III-III的剖面示意图。
图4为图1的极化分离器的介质光栅的结构示意图。
主要元件符号说明
| 极化分离器 | 10 |
| 基底 | 100 |
| 顶面 | 110 |
| 侧面 | 120 |
| 非对称Y型光波导 | 200 |
| 输入段 | 210 |
| 中心轴 | 212 |
| 第一分支 | 220 |
| 第二分支 | 230 |
| 界面 | 240 |
| 电极 | 300 |
| 平板光波导 | 400 |
| 介质光栅 | 500 |
| 介质条 | 510 |
| 调制电极 | 600 |
| 激光器 | 20 |
| 光束 | 21 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1及图2，本发明较佳实施方式的极化分离器10包括一基底100、一非对称Y型光波导200及一对电极300。该基底100采用双折射晶体制成，并包括一顶面110。该非对称Y型光波导200包括自该顶面110向该基底100内部扩散一第一材料而形成的一输入段210、扩散一第二材料而形成的一第一分支220及扩散一第三材料而形成的一第二分支230。该第一分支220及该第二分支230自该输入段210分岔出，该第一分支220与该输入段210之间形成直线通道，该第二分支230与该输入段210之间存在夹角，该输入段210与该第一分支220及该第二分支230之间形成一界面240。该对电极300设置于该顶面110上，平行于该输入段210设置于该输入段210两侧。
由于双折射现象，经该输入段210传输的横磁波及横电波在经过该界面240时会分离而分别进入该第一分支220及该第二分支230。而在该对电极300施加电压产生的电场可使该输入段210沿平行于该顶面110且垂直于该输入段210的中心轴212的方向的折射率发生变化，使得横电波的相位变化较横磁波的相位变化大，从而横电波更容易与横磁波分离进入该第二分支230，改善极化分离效果。
由于铌酸锂( )晶体()具有较高的反应速度，因此，该基底100的材料采用铌酸锂晶体，以提高该极化分离器10的带宽。
该第一材料为金属钛，也即是说通过在该基底100上扩散金属钛而形成能同时传输横电波及横磁波的该输入段210。该第二材料为金属镓，也即是说通过在该基底100上扩散金属镓而形成能传输横磁波的该第一分支220。该第三材料为锌镍合金，也即是说通过在该基底100上扩散锌镍合金而形成能传输横电波的该第二分支230。
请参阅图3，该极化分离器10还包括一平板光波导400、一介质光栅500及一对调制电极600。该平板光波导400形成于该基底100上且与该输入段210与该第一分支220相背一端对接。该介质光栅500形成于该平板光波导400上且与该中心轴212对称。该对调制电极600设置于该平板光波导400上且平行于该介质光栅500设置于该介质光栅500两侧。该平板光波导400与该输入段210相背一侧用于接收一沿该中心轴212的光束21。该介质光栅500与该平板光波导400构成一衍射型光波导透镜以会聚该光束21。该对调制电极600用于加载一调制电场以通过电光效应改变该平板光波导400的折射率从而改变该衍射型光波导透镜的焦距。如此，该衍射型光波导透镜可以控制该光束21会聚入该输入段210的程度(如完全会聚或不同程度的不完全会聚)从而控制该光束21输入该输入段210的功率大小。
具体的，根据集成光学理论，该介质光栅500与该平板光波导400构成加载型光波导，该平板光波导400加载该介质光栅500的部分的等效折射率变大。如此，通过合理设置该介质光栅500的结构，例如设置成啁啾光栅便可构成一啁啾光栅类型的衍射型光波导透镜。而该对调制电极600可以加载调制电压从而通过电光效应改变该平板光波导400的折射率，从而改变该衍射型光波导透镜的焦距。
具体的，该基底100呈矩形，并包括一与该顶面110垂直连接且垂直于该中心轴212的侧面120。该光束21为一与该侧面120对接的激光器20发出的激光束。
该激光器20采用分布式反馈激光器(distributed feedback laser, DFB)，其属于侧面发射的半导体激光器，可以通过芯片焊接(die bond)方式将发光的侧面直接焊接到该侧面120上，以使该光束21沿该中心轴212入射。当然，该激光器20也可以采用其他类型激光光源，并通过其他方式设置，只要保证其可沿该中心轴212出射该光束21即可。
该平板光波导400同样通过向该顶面110扩散金属钛而形成。在加载该介质光栅500后，该平板光波导400的折射率发生渐变，是产生啁啾光栅类型的衍射型光波导透镜的有利条件。
该介质光栅500可以是形成于该顶面110上的高折射率薄膜，也可以是扩散有金属钛的铌酸锂晶体。该介质光栅500可以是一啁啾光栅。具体的，该介质光栅500包括多个矩形的、平行设置的介质条510，该多个介质条510平行于该中心轴212设置，且高度基本相同。该多个介质条510的数目为奇数，且沿该中心轴212到远离该中心轴212的方向，该介质条510的宽度越来越小，而相邻两个该介质条510的间隙也越来越小。
请参阅图4，本实施方式中，以该介质光栅500的宽度方向(即平行于该顶面110与该侧面120的方向)为轴，该中心轴212与轴的相交点为原点，沿该中心轴212到远离该中心轴212一侧的方向为轴正向，以该光束21在处与原点处的相位差为轴，根据平板光波导波动理论可得：
，
其中。
该多个介质条510的第个边界满足如下条件：
，
其中，为正整数，(为构成该衍射型光波导透镜)，及为常数且与该衍射型光波导透镜的焦距相关。
如此，可推得：
。
而的情况，即该中心轴212另一侧的该多个介质条510的边界可通过对称性获得。
该对调制电极600在加载调制电场后产生的极间电场将横穿该平板光波导400，从而可以进一步改变该平板光波导400的等效折射率，等效地改变啁啾光栅类型的衍射型光波导透镜的折光能力(即焦距)。该对调制电极600的长度及高度等于或大于该介质光栅500的长度及高度。本实施方式中，该对调制电极600的长度及高度大于该介质光栅500的长度及高度。
总之，本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种极化分离器，其包括一基底、一非对称Y型光波导及一对电极；该基底采用双折射晶体制成，并包括一顶面；该非对称Y型光波导包括自该顶面向该基底内部扩散一第一材料而形成的一输入段、扩散一第二材料而形成的一第一分支及扩散一第三材料而形成的一第二分支；该第一分支及该第二分支自该输入段分岔出，该第一分支与该输入段之间形成直线通道，该第二分支与该输入段之间存在夹角，该输入段与该第一分支及该第二分支之间形成一界面；该对电极设置于该顶面上，平行于该输入段设置于该输入段两侧。
2.如权利要求1所述的极化分离器，其特征在于，该基底采用铌酸锂晶体。
3.如权利要求1所述的极化分离器，其特征在于，该第一材料为金属钛。
4.如权利要求1所述的极化分离器，其特征在于，该第二材料为金属镓。
5.如权利要求1所述的极化分离器，其特征在于，该第三材料为锌镍合金。
6.如权利要求1所述的极化分离器，其特征在于，该极化分离器还包括一平板光波导、一介质光栅及一对调制电极；该平板光波导形成于该基底上且与该输入段与该第一分支相背一端对接；该介质光栅形成于该平板光波导上且与该中心轴对称；该对调制电极设置于该平板光波导上且平行于该介质光栅设置于该介质光栅两侧；该平板光波导与该输入段相背一侧用于接收一沿该中心轴的光束；该介质光栅与该平板光波导构成一衍射型光波导透镜以会聚该光束；该对调制电极用于加载一调制电场以通过电光效应改变该平板光波导的折射率从而改变该衍射型光波导透镜的焦距。
7.如权利要求6所述的极化分离器，其特征在于，该平板光波导通过向该顶面扩散金属钛而形成。
8.如权利要求6所述的极化分离器，其特征在于，该介质光栅为啁啾光栅，并包括多个矩形的、平行设置的介质条，该多个介质条平行于该中心轴设置，且高度基本相同；该多个介质条的数目为奇数，且沿该中心轴到远离该中心轴的方向，该介质条的宽度越来越小，而相邻两个该介质条的间隙也越来越小。
9.如权利要求8所述的极化分离器，其特征在于，以该介质光栅的宽度方向为 轴，该中心轴与轴的相交点为原点，沿该中心轴到远离该中心轴一侧的方向为轴正向，该多个介质条的第个边界满足如下条件：
；
为正整数，及为常数且与该衍射型光波导透镜的焦距相关。
10.如权利要求6所述的极化分离器，其特征在于，该介质光栅是形成于该顶面上的高折射率薄膜或扩散有金属钛的铌酸锂晶体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310044387.6A CN103969743A (zh) | 2013-02-05 | 2013-02-05 | 极化分离器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310044387.6A CN103969743A (zh) | 2013-02-05 | 2013-02-05 | 极化分离器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103969743A true CN103969743A (zh) | 2014-08-06 |
Family
ID=51239457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310044387.6A Pending CN103969743A (zh) | 2013-02-05 | 2013-02-05 | 极化分离器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103969743A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104155720A (zh) * | 2013-05-15 | 2014-11-19 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 极化分离器及其制作方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5111447A (en) * | 1982-10-14 | 1992-05-05 | Omron Tateisi Electronics Co. | Integral pick up for an optical digital disc using saw deflection and lense |
| US5436992A (en) * | 1994-10-18 | 1995-07-25 | National Science Council | Lithium niobate optical TE-TM mode splitter |
| US5481636A (en) * | 1991-05-02 | 1996-01-02 | Ricoh Company, Ltd. | Wavelength conversion element |
| CN1417620A (zh) * | 2001-11-11 | 2003-05-14 | 华为技术有限公司 | 一种铌酸锂调制器及其制造方法 |
| CN102841407A (zh) * | 2012-09-20 | 2012-12-26 | 电子科技大学 | 一种波导型偏振光分束器 |
-
2013
- 2013-02-05 CN CN201310044387.6A patent/CN103969743A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5111447A (en) * | 1982-10-14 | 1992-05-05 | Omron Tateisi Electronics Co. | Integral pick up for an optical digital disc using saw deflection and lense |
| US5481636A (en) * | 1991-05-02 | 1996-01-02 | Ricoh Company, Ltd. | Wavelength conversion element |
| US5436992A (en) * | 1994-10-18 | 1995-07-25 | National Science Council | Lithium niobate optical TE-TM mode splitter |
| CN1417620A (zh) * | 2001-11-11 | 2003-05-14 | 华为技术有限公司 | 一种铌酸锂调制器及其制造方法 |
| CN102841407A (zh) * | 2012-09-20 | 2012-12-26 | 电子科技大学 | 一种波导型偏振光分束器 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104155720A (zh) * | 2013-05-15 | 2014-11-19 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 极化分离器及其制作方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI572917B (zh) | 極化分離器 | |
| US10197818B2 (en) | Thermo-optic optical switch | |
| US9008468B2 (en) | Electro-optic modulator of large bandwidth | |
| JP2006284791A (ja) | マルチモード干渉光カプラ | |
| TWI557467B (zh) | 電光調製器及其製造方法 | |
| JP2017032968A (ja) | 光変調器及びそれを用いた光送信装置 | |
| TWI557468B (zh) | 電光調製器 | |
| TW201443500A (zh) | 極化分離器及其製作方法 | |
| CN103969743A (zh) | 极化分离器 | |
| TW201439624A (zh) | 電光調製器 | |
| JP5667514B2 (ja) | 半導体基板上の位相シフタ並びにそれを用いた偏波分離器及び偏波合成器 | |
| JP2011102891A (ja) | 光機能導波路 | |
| TWI578041B (zh) | 光耦合裝置 | |
| JP6084177B2 (ja) | 光導波路デバイス | |
| CN113204132A (zh) | 一种端面耦合器及其制备方法 | |
| CN104102027A (zh) | 电光调制器 | |
| US8871411B2 (en) | Method for manufacturing waveguide lens | |
| CN103885137B (zh) | 光耦合装置 | |
| CN103869425B (zh) | 光耦合装置 | |
| TWI575274B (zh) | 光耦合裝置 | |
| CN104122679A (zh) | 电光调制器 | |
| JP6260631B2 (ja) | 光導波路デバイス | |
| TWI572930B (zh) | 光耦合裝置 | |
| TWI572920B (zh) | 光耦合裝置 | |
| CN104155720A (zh) | 极化分离器及其制作方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140806 |