CN104838299A - 光栅耦合器的光栅耦合方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

一种光栅耦合器的光耦合方法、装置及系统，涉及光通信领域，能够实现光束由光纤到硅波导的低损耗偏振分光耦合。光栅耦合器，包括：第一透镜、设置于所述第一透镜出射面侧的分光元件、设置于所述分光元件出射面侧的反射元件、设置于所述反射元件出射面侧的第二透镜及第三透镜、设置于所述第二透镜出射面侧的第一光栅以及设置于所述第三透镜出射面侧的第二光栅。

Description

光栅耦合器的光栅耦合方法、 装置及系统

技术领域

本发明涉及光通信领域，尤其涉及光栅耦合器的光栅耦合方法、 装置及系统。

背景技术

硅作为电子器件的基本材料， 近年来它在光子学方面的应用越 来越受到研究者们关注， 硅波导作为硅的衍生材料， 由于其对传输 在硅波导中的光波有着很强的约束能力， 因此在光信号传输方面得 到了迅速的发展。 但是， 在光纤与硅波导耦合的过程中， 现有的标 准单模光纤的模场大小几乎是硅波导的模场的 1 0 0 0倍， 这样造成在 耦合的过程中严重的模场失配， 从而带来极大的耦合损耗。

对于光纤与硅波导模场失配的问题， 目前业界也有相应的解决 方案， 然而都存在着损耗较大的问题。

发明内容

发明的实施例提供光栅耦合器的光栅耦合方法、 装置及系统， 能够实现光束由光纤到硅波导的低损耗的耦合。

为达到上述目的， 本发明的实施例釆用如下技术方案：

第一方面， 本发明实施例提供一种光栅耦合器， 包括第一透镜、 设置于所述第一透镜出射面侧的分光元件、 设置于所述分光元件出 射面侧的反射元件、 设置于所述反射元件出射面侧的第二透镜及第 三透镜、 设置于第二透镜出射面侧的第一光栅以及设置于所述第三 透镜出射面侧的第二光栅； 其中，

所述第一透镜， 用于接收沿第一传输轴方向传播的第一光束， 并将所述第一光束传输至所述分光元件；

所述分光元件， 用于接收来自所述第一透镜的所述第一光束， 并将所述第一光束分为第一子光束及第二子光束， 以及将所述第一 子光束与所述第二子光束传输至所述反射元件， 其中， 所述第一子 光束与所述第二子光束的偏振方向相互垂直；

所述反射元件， 用于接收来自所述分光元件的所述第一子光束 和所述第二子光束， 并将所述第一子光束和所述第二子光束的传播 方向偏转至沿第二传输轴方向传播， 以及将所述第一子光束传输至 第二透镜， 将所述第二子光束传输至第三透镜；

所述第二透镜，用于接收来自所述反射元件的所述第一子光束， 并将所述第一子光束传输至第一光栅；

所述第三透镜，用于接收来自所述反射元件的所述第二子光束， 并将所述第二子光束传输至第二光栅；

所述第一光栅，用于接收来自所述第二透镜的所述第一子光束， 并将所述第一子光束传输至第一硅波导；

所述第二光栅，用于接收来自所述第三透镜的所述第二子光束， 并将所述第二子光束传输至第二硅波导。

在第一方面的第一种可能的实现方式中， 所述光栅耦合器还包 括：

设置于所述分光元件及所述反射元件之间的半波片， 用于改变 所述第一子光束的偏振方向或所述第二子光束的偏振方向， 以使所 述第二子光束的偏振方向与所述第一子光束的偏振方向相同。

结合前述的第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式， 在 第二种可能的实现方式中， 所述第二传输轴与所述第一传输轴相互 垂直。

结合前述的第一方面、 第一方面的第一种可能的实现方式以及 第一方面的第二种可能的实现方式中任一项， 在第三种可能的实现 方式中， 所述第一子光束为寻常光， 所述第二子光束为非寻常光。

结合前述的第一方面以及第一方面的第一种可能的实现方式至 第一方面的第三种可能的实现方式中任一项， 在第四种可能的实现 方式中， 所述反射元件为直角反射棱镜或者平面反射镜。

第二方面， 本发明实施例提供一种光栅耦合器的光耦合方法， 所述光栅耦合器包括第一透镜、 设置于所述第一透镜出射面侧 的分光元件、 设置于所述分光元件出射面侧的反射元件、 设置于所 述反射元件出射面侧的第二透镜及第三透镜、 设置于第二透镜出射 面侧的第一光栅以及设置于所述第三透镜出射面侧的第二光栅， 所 述方法包括：

光栅耦合器接收沿第一传输轴方向传播的第一光束；

所述光栅耦合器将所述第一光束分为第一子光束及第二子光 束， 其中， 所述第一子光束与所述第二子光束的偏振方向相互垂直； 所述光栅耦合器将所述第一子光束和第二子光束的传播方向偏 转至沿第二传输轴方向传播；

所述光栅耦合器将偏转后的第一子光束和第二子光束的传播方 向偏转至沿所述第二传输轴方向传播后， 将所述第一子光束传输至 第一硅波导， 将所述第二子光束传输至第二硅波导。

在第二方面的第一种可能的实现方式中， 所述光栅耦合器还包 括设置于所述分光元件及所述反射元件之间的半波片， 所述光栅耦 合器将所述第一子光束和第二子光束的传播方向偏转之前， 还包括： 所述光栅耦合器改变所述第一子光束的偏振方向或所述第二子 光束的偏振方向， 以使所述第二子光束的偏振方向与所述第一子光 束的偏振方向相同。

结合前述的第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式， 在 第二种可能的实现方式中， 所述第二传输轴与所述第一传输轴相互 垂直。

结合前述的第一方面、 第一方面的第一种可能的实现方式以及 第一方面的第二种可能的实现方式中任一项， 在第三种可能的实现 方式中， 所述反射元件为直角反射棱镜或者平面反射镜。

第三方面， 本发明实施例提供一种光耦合系统， 包括多个具有 上述任意特征的光栅耦合器；

其中， 多个光栅耦合器接收光纤阵列发出的光束， 所述光纤阵列包括 阵列的多根光纤， 所述多根光纤与所述多个光栅耦合器——对应。

本发明实施例提供的光栅耦合器的光栅耦合方法、装置及系统， 通过以上的技术方案， 由于到光纤或光纤阵列输出的光束是有透镜 接收到的， 并将汇聚后光束传输至能够低损耗分光的分光元件， 分 光后的两束光分别通过反射元件改变两束光的传播方向后， 经过光 栅传输至硅波导， 从而在实现了低损耗的分光的同时， 实现了光束 从光纤到硅波导低损耗的耦合。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下 面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例， 对于 本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以 根据这些附图获得其他的附图。

图 1为本发明实施例的光栅耦合器结构示意图；

图 2为本发明实施例的光栅耦合器结构示意图一；

图 3为本发明实施例的光栅耦合器结构示意图二；

图 4为本发明实施例的图 3的光栅耦合器俯视结构示意图； 图 5为本发明实施例的图 3 的光栅耦合器沿光传输方向的结构 示意图；

图 6为本发明实施例的光栅耦合器立体结构示意图；

图 7 为本发明实施例的光栅耦合器的光耦合方法流程示意图 图 8 为本发明实施例的光栅耦合器的光耦合方法流程示意图 具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术 方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明 一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本 领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中， 某个单元的入射面侧是指光从该单元的面入 射的一侧， 某个单元的出射面侧是指光从该单元的面出射的一侧。

需要说明的是： 本发明的 "上" "下" 只是参考附图对本发明进 行说明， 不作为限定用语。

本发明实施例提供一种光栅耦合器， 如图 1所示， 该装置包括： 第一透镜 102、 分光元件 103、 反射元件 104、 第二透镜 106、 第三 透镜 105、 第一光栅 108 以及第二光栅 107。

其中， 所述分光元件 103设置于所述第一透镜 102 出射面侧。 所述反射元件 104设置于所述分光元件 103 的出射面侧。 所述第二 透镜 106及所述第三透镜 105设置于所述反射元件 104的出射面侧。 所述第一光栅 108及所述第二光栅 7设置于硅波导入射面侧。

具体地， 第一透镜 102, 用于接收沿第一传输轴方向传播的第 一光束， 并将所述第一光束传输至分光元件 103;

所述分光元件 103, 用于接收来自所述第一透镜 102 的所述第 一光束， 并将所述第一光束分为第一子光束及第二子光束， 以及将 所述第一子光束与所述第二子光束传输至反射元件 104, 其中， 所 述第一子光束与所述第二子光束的偏振方向相互垂直；

所述反射元件 104, 用于接收来自所述分光元件 103 的所述第 一子光束和所述第二子光束， 并将所述第一子光束和所述第二子光 束的传播方向偏转至沿第二传输轴方向传播， 以及将所述第一子光 束传输至第二透镜 106, 将所述第二子光束传输至第三透镜 105; 所述第二透镜 106, 用于接收来自所述反射元件 104 的所述第 一子光束， 并将所述第一子光束传输至第一光栅 108;

所述第三透镜 105, 用于接收来自所述反射元件 104 的所述第 二子光束， 并将所述第二子光束传输至第二光栅 107;

所述第一光栅 108, 用于接收来自所述第二透镜 106 的所述第 一子光束， 并将所述第一子光束传输至所述第一硅波导 109;

所述第二光栅 107, 用于接收来自所述第三透镜 105 的所述第 二子光束， 并将所述第二子光束传输至第二硅波导 110。

如图 1所示，由光纤 101 出射的第一光束，传输至第一透镜 102, 第一透镜 102 对第一光束进行汇聚， 并将该第一光束传输至分光元 件 103, 分光元件 103 将该第一光束分为两束子光束， 分别为第一 子光束及第二子光束， 并将第一子光束及第二子光束传输至反射元 件 104, 反射元件 104 分别对第一子光束及第二子光束进行反射， 改变第一子光束及第二子光束的传播方向 （具体可以将第一子光束 及第二子光束的传播方向均旋转 90 度）， 并将改变传播方向的第一 子光束传输至第二透镜 106, 将改变传播方向的第二子光束传输至 第三透镜 105, 第二透镜 106 将第一子光束进行汇聚后， 将第一子 光束传输至第一光栅 108, 第三透镜 105将第二子光束进行汇聚后， 将第二子光束传输至第二光栅 107, 第一光栅 108 将第一子光束耦 合至第一硅波导 109, 第二光栅 107 将第二子光束耦合至第二硅波 导 110。

需要说明的是， 所述的第一光束不仅限于是由光纤输出的， 也 可以是由光纤阵列输出的， 如图 6 所示， 光纤阵列 601。 其中， 光 纤是指由单根光纤输入， 适用于单光束输入的场景； 光纤阵列是指 由多根光纤并行输入， 适用于多光束输入的场景。 由光纤或光纤阵 列输出的第一光束的偏振方向是未知的。 由光纤输出的第一光束沿 所述第一传输轴的方向 （如图 1 所示的 Z轴的箭头所指的方向 ） 传 输至本发明实施例的光栅耦合器。

进一步地， 所述的第一光束通过所述光栅耦合器的分光元件 3 将第一光束分为第一子光束及第二子光束， 其中， 第一子光束可以 为寻常光， 第二子光束可以为非寻常光， 所述分光元件可以是双折 射晶体， 如 YV0₄或者 LiNb0₃。

需要说明的是， 寻常光通常称为 0光， 在晶体中传播的时， 每 一个方向的折射率相同的， 非寻常光通常称为 e 光， e 光的振动方 向与 0光垂直， e光在不同的方向传播的时的折射率不同。

其中， 双折射晶体的光轴可以在如图 1 所示的 XZ面上， 光束将 在 XZ平面上分成两束光， 在双折射晶体的出射面侧的两束光的偏振 方向是垂直的； 双折射晶体的光轴也可以在 YZ面上， 如图 4所示， 光束在 YZ平面分成两束光， 双折射晶体的出射面侧的两束光的偏振 方向是垂直的。 进一步地， 分光元件 103将光束分为第一子光束及第二子光束 后， 将第一子光束及第二子光束传输至反射元件 104, 反射元件 104 将沿第一传输轴方向 （ 图 1 中的 Z轴的箭头所指的方向 ） 传播的第 一子光束及第二子光束偏转至沿第二传输轴方向 （ 图 1 中的 X轴的 箭头所指的反方向 ） 传播。 其中， 所述的反射元件 104 可以是直角 反射棱镜或者平面反射棱镜。

进一步地， 反射元件 104将偏转后的第一子光束通过第二透镜 106传输至第一光栅 108, 反射元件 104将偏转后的第二子光束通过 第三透镜 105 传输至第二光栅 107。 进而， 第一光栅 108 将所述第 一子光束传输至第一硅波导 109, 第二光栅 107 将所述第二子光束 传输至第二硅波导 110。

可选的， 如图 2 所示， 本发明实施例的光栅耦合器， 还可以包 括：

设置于所述分光元件 203 及所述反射元件 205 之间的半波片 204。 其中， 半波片 204用于改变所述第一子光束的偏振方向或所述 第二子光束的偏振方向， 以使所述第二子光束的偏振方向与所述第 一子光束的偏振方向相同。

如图 2 所示， 设置于所述分光元件 203 及所述反射元件 205 之间的半波片 204, 改变第一子光束非寻常光的偏振方向， 举例说 明， 双折射晶体的光轴在 XZ面上， 光束将在 XZ平面上分成两束光， 在双折射晶体的出射面侧的两束光的偏振方向是垂直的， 非寻常光 的偏振方向是沿 X方向， 通过半波片 204后， 非寻常光的偏振方向 改变为 Y方向； 如图 3、 图 4、 图 5所示， 也可调整双折射晶体的光 轴， 使得在 YZ平面分成两束光， 双折射晶体的出射面侧的两束光的 偏振方向是垂直的， 非寻常光的偏振方向是沿 X 方向， 通过半波片 后改变非寻常光的偏振方向为 Y 方向。 通过改变第二子光束的偏振 方向与第一子光束的相同， 使得在之后的耦合可以使用同样的耦合 光栅， 并且两束光可以适应同样的入射角度， 即， 两束光可以适应 同样的入射装置和条件。 可选的， 所述第二传输轴与所述第一传输轴相互垂直。 如图 1 所示， 反射元件 1 04将沿第一传输轴方向 （ 图 1 中的 Z 轴的箭头所指的方向 ） 传播的第一子光束及第二子光束偏转至沿第 二传输轴方向 （ 图 1 中的 X轴的箭头所指的反方向 ） 传播。 所述第 二传输轴与所述第一传输轴可以是相互垂直， 也可以不垂直， 只要 调整反射元件 1 04 使得第一子光束及第二子光束偏转入射至光栅都 是属于本发明所保护的范围。

可选的， 所述第一子光束为寻常光， 所述第二子光束为非寻常 光。

需要说明的是， 寻常光通常称为 0光， 在晶体中传播的时， 每 一个方向的折射率相同的， 非寻常光通常称为 e 光， e 光的振动方 向与 0光垂直， e光在不同的方向传播的时的折射率不同。

可选的， 所述反射元件为直角反射棱镜或者平面反射镜。

需要说明的是， 由本发明实施例所提出的光栅耦合器的结构可 以看出， 该光栅耦合器为一个非 " 4 f 系统"。 其中， " 4 f 系统" 是指 由两组焦距为 f 的透镜组成的， 物点与第一组透镜间距为 f , 第一 组透镜与第二组透镜的间距为 2 f , 第二组透镜与像点间距为 f。 由 此可知， 在非 " 4 f 系统" 下， 物体无需放置在透镜的焦点位置， 结 合本发明实施例的光栅耦合器而言， 光纤无需放置在第一透镜的焦 点处， 这使得光纤的位置， 以及光纤发出的光束的入射角度均易于 调节。

本发明实施例提供的光栅耦合器， 通过以上的技术方案， 由于 到光纤或光纤阵列输出的光束是有透镜接收到的， 并将汇聚后光束 传输至能够低损耗分光的分光元件， 分光后的两束光分别通过反射 元件改变两束光的传播方向后， 经过光栅传输至硅波导， 从而在实 现了低损耗的分光的同时， 实现了光束从光纤到硅波导低损耗的耦 合。

本发明实施例提供一种光栅耦合器的光耦合方法， 所述光栅耦 合器包括第一透镜、 设置于所述第一透镜出射面侧的分光元件、 设 置于所述分光元件出射面侧的反射元件、 设置于所述反射元件出射 面侧的第二透镜及第三透镜、 设置于第二透镜出射面侧的第一光栅 以及设置于所述第三透镜出射面侧的第二光栅， 如图 7 所示， 所述 方法包括：

5 1 0 1、 光栅耦合器接收沿第一传输轴方向传播的第一光束。 所述的第一光束不仅限于是由光纤输出的， 也可以是由光纤阵 列输出的， 如图 6 所示， 光线阵列 6 0 1 , 由光纤或光纤阵列输出的 第一光束的偏振方向是未知的。 所述第一传输轴的方向如图 1 所示 的 Z轴方向。

5 1 02、 所述光栅耦合器将所述第一光束分为第一子光束及第二 子光束， 其中， 所述第一子光束与所述第二子光束的偏振方向相互 垂直。

所述的第一光束通过所述光栅耦合器的分光元件将第一光束分 为第一子光束及第二子光束， 并将将第一光束分为第一子光束及第 二子光束传输到反射元件， 所述分光元件可以是双折射晶体。

5 1 0 3、 所述光栅耦合器将所述第一子光束和第二子光束的传播 方向偏转至沿第二传输轴方向传播。

如图 1 所示， 所述第二传输轴方向为 X轴方向， 所述光栅耦合 器的反射元件将所述沿 Z 轴方向传播的第一子光束和第二子光束的 传播方向偏转至沿第二传输轴方向的 X 轴方向传播， 所述的反射元 件可以是反射棱镜。

5 1 04、 所述光栅耦合器将偏转后的第一子光束和第二子光束的 传播方向偏转至沿所述第二传输轴方向传播后， 将所述第一子光束 传输至第一硅波导， 将所述第二子光束传输至第二硅波导。

所述光栅耦合器将偏转后的第一子光束的传播方向偏转至沿所 述第二传输轴方向传播后通过第二透镜传输至所述光栅耦合器的第 一光栅， 所述光栅耦合器将偏转后的第二子光束的传播方向偏转至 沿所述第二传输轴方向传播后通过第三透镜传输至所述光栅耦合器 的第二光栅， 第一光栅将所述第一子光束传输至第一硅波导， 将第 二光栅将所述第二子光束传输至第二硅波导。

进一步地， 如图 8 所示， 上述的光栅耦合器的光耦合方法， 在 S 1 02与 S 1 03之间， 还包括：

S 1 05、 所述光栅耦合器改变所述第一子光束的偏振方向或所述 第二子光束的偏振方向， 以使所述第二子光束的偏振方向与所述第 一子光束的偏振方向相同。

如图 2 所示， 设置于所述分光元件 2 0 3 及所述反射元件 2 05 之间的半波片 2 04 , 改变第一子光束非寻常光的偏振方向， 举例说 明， 双折射晶体的光轴在 XZ面上， 光束将在 XZ平面上分成两束光， 在双折射晶体的出射面侧的两束光的偏振方向是垂直的， 非寻常光 的偏振方向是沿 X方向， 通过半波片 2 04后改变非寻常光的偏振方 向为 Y方向； 如图 3 的侧视图所示， 图 4 的俯视图所示， 图 5 的光 传播方的的示意图所示， 也可调整双折射晶体的光轴， 使得在 YZ平 面分成两束光， 双折射晶体的出射面侧的两束光的偏振方向是垂直 的， 非寻常光的偏振方向是沿 X 方向， 通过半波片后改变非寻常光 的偏振方向为 Y方向。

可选的， 所述第二传输轴与所述第一传输轴相互垂直。

如图 1 所示， 反射元件 1 04将沿第一传输轴方向 （ 图 1 中的 Z 轴的箭头所指的方向 ） 传播的第一子光束及第二子光束偏转至沿第 二传输轴方向 （ 图 1 中的 X轴的箭头所指的反方向 ） 传播。 所述第 二传输轴与所述第一传输轴可以是相互垂直， 也可以不垂直， 只要 调整反射元件 1 04 使得第一子光束及第二子光束偏转入射至光栅都 是属于本发明所保护的范围。

可选的， 所述反射元件为直角反射棱镜或者平面反射镜。

本发明实施例提供的光栅耦合器的光栅耦合方法， 通过以上的 技术方案， 由于到光纤或光纤阵列输出的光束是有透镜接收到的， 并将汇聚后光束传输至能够低损耗分光的分光元件， 分光后的两束 光分别通过反射元件改变两束光的传播方向后， 经过光栅传输至硅 波导， 从而在实现了低损耗的分光的同时， 实现了光束从光纤到硅 波导低损耗的耦合。

本发明实施例提供一种光耦合系统， 包括多个具有上述任意特 征的光栅耦合器， 其中， 多个光栅耦合器接收光纤阵列发出的光束， 所述 光纤阵列包括阵列的多根光纤， 所述多根光纤与所述多个光栅耦合器—— 对应。

本发明实施例提供的光耦合系统， 可以接收光纤阵列输出的光 束， 光纤阵列是指由多根光纤并行输入， 适用于多光束输入的场景。 由光纤阵列输出的第一列光束的偏振方向是未知的。 由光纤阵列输 出的第一列光束传输至本发明实施例的光耦合系统。 如图 6 所示， 由光纤阵列 6 01 出射的一列光束， 分别传输至第一透镜阵列 6 02 , 第一透镜阵列 6 02 分别对光束进行汇聚， 并将该列光束传输至分光 元件 6 03 , 分光元件 6 03 分别将该列光束进行分束， 分束后的子光 束分别传输至反射元件 6 05 , 反射元件 6 05分别对子光束进行反射， 改变子光束的传播方向， 并将改变传播方向的子光束分别传输至第 二透镜阵列 6 07、 第三透镜阵列 6 06 , 再经过光栅阵列分别传输至第 一硅波导阵列 6 1 0、 第二硅波导阵列 6 1 1。 通过以上的技术方案， 由 于光纤阵列输出的光束是有透镜阵列接收到的， 并将分别汇聚后光 束传输至能够低损耗分光的分光元件， 分光后的光束分别通过反射 元件改变光束的传播方向后， 经过光栅传输至硅波导阵列， 从而在 实现了低损耗的分光的同时， 实现了光束从光纤到硅波导低损耗的 耦合。

在本申请所提供的几个实施例中， 应该理解到， 所揭露的系统， 装置和方法， 可以通过其它的方式实现。 例如， 以上所描述的装置 实施例仅仅是示意性的， 例如， 所述模块或单元的划分， 仅仅为一 种逻辑功能划分， 实际实现时可以有另外的划分方式， 例如多个单 元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统， 或一些特征可以忽 略， 或不执行。 另一点， 所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦 合或通信连接可以是通过一些接口， 装置或单元的间接耦合或通信 连接， 可以是电性， 机械或其它的形式。 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分 开的， 作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元， 即可 以位于一个地方， 或者也可以分布到多个网络单元上。 可以根据实 际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的 目 的。

另外， 在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处 理单元中， 也可以是各个单元单独物理存在， 也可以两个或两个以 上单元集成在一个单元中。 上述集成的单元既可以釆用硬件的形式 实现， 也可以釆用软件功能单元的形式实现。

以上所述， 仅为本发明的具体实施方式， 但本发明的保护范围 并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技 术范围内， 可轻易想到变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围 之内。 因此， 本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1. 权 利 要 求 书

   1、 一种光栅耦合器， 其特征在于， 包括第一透镜、 设置于所述 第一透镜出射面侧的分光元件、设置于所述分光元件出射面侧的反射 元件、 设置于所述反射元件出射面侧的第二透镜及第三透镜、 设置于 第二透镜出射面侧的第一光栅以及设置于所述第三透镜出射面侧的 第二光栅； 其中，

   所述第一透镜， 用于接收沿第一传输轴方向传播的第一光束， 并 将所述第一光束传输至所述分光元件；

   所述分光元件， 用于接收来自所述第一透镜的所述第一光束， 并 将所述第一光束分为第一子光束及第二子光束， 以及将所述第一子光 束与所述第二子光束传输至所述反射元件， 其中， 所述第一子光束与 所述第二子光束的偏振方向相互垂直；

   所述反射元件，用于接收来自所述分光元件的所述第一子光束和 所述第二子光束， 并将所述第一子光束和所述第二子光束的传播方向 偏转至沿第二传输轴方向传播， 以及将所述第一子光束传输至第二透 镜， 将所述第二子光束传输至第三透镜；

   所述第二透镜， 用于接收来自所述反射元件的所述第一子光束， 并将所述第一子光束传输至第一光栅；

   所述第三透镜， 用于接收来自所述反射元件的所述第二子光束， 并将所述第二子光束传输至第二光栅；

   所述第一光栅， 用于接收来自所述第二透镜的所述第一子光束， 并将所述第一子光束传输至第一硅波导；

   所述第二光栅， 用于接收来自所述第三透镜的所述第二子光束， 并将所述第二子光束传输至第二硅波导。

   2、 根据权利要求 1所述的光栅耦合器， 其特征在于， 还包括： 设置于所述分光元件及所述反射元件之间的半波片，用于改变所 述第一子光束的偏振方向或所述第二子光束的偏振方向， 以使所述第 二子光束的偏振方向与所述第一子光束的偏振方向相同。

   3、 根据权利要求 1或 2所述的光栅耦合器， 其特征在于， 所述 第二传输轴与所述第一传输轴相互垂直。

   4、 根据权利要求 1 - 3 中任一项所述的光栅耦合器， 其特征在于， 所述第一子光束为寻常光， 所述第二子光束为非寻常光。

   5、 根据权利要求 1 -4 中任一项所述的光栅耦合器， 其特征在于， 所述反射元件为直角反射棱镜或者平面反射镜。

   6、 一种光栅耦合器的光耦合方法， 其特征在于， 所述光栅耦合 器包括第一透镜、 设置于所述第一透镜出射面侧的分光元件、 设置于 所述分光元件出射面侧的反射元件、设置于所述反射元件出射面侧的 第二透镜及第三透镜、设置于第二透镜出射面侧的第一光栅以及设置 于所述第三透镜出射面侧的第二光栅， 所述方法包括：

   光栅耦合器接收沿第一传输轴方向传播的第一光束；

   所述光栅耦合器将所述第一光束分为第一子光束及第二子光束， 其中， 所述第一子光束与所述第二子光束的偏振方向相互垂直；

   所述光栅耦合器将所述第一子光束和第二子光束的传播方向偏转至 沿第二传输轴方向传播；

   所述光栅耦合器将偏转后的第一子光束和第二子光束的传播方向 偏转至沿所述第二传输轴方向传播后， 将所述第一子光束传输至第一 硅波导， 将所述第二子光束传输至第二硅波导。

   7、 根据权利要求 6 所述的光栅耦合器的光耦合方法， 其特征在 于， 所述光栅耦合器还包括设置于所述分光元件及所述反射元件之间 的半波片， 所述光栅耦合器将所述第一子光束和第二子光束的传播方 向偏转之前， 还包括：

   所述光栅耦合器改变所述第一子光束的偏振方向或所述第二子 光束的偏振方向， 以使所述第二子光束的偏振方向与所述第一子光束 的偏振方向相同。

   8、 根据权利要求 6或 7所述的光栅耦合器的光耦合方法， 其特 征在于， 所述第二传输轴与所述第一传输轴相互垂直。

   9、根据权利要求 6- 8 中任一项所述的光栅耦合器的光耦合方法， 其特征在于， 所述反射元件为直角反射棱镜或者平面反射镜。 10、 一种光耦合系统， 其特征在于， 包括： 多个如权利要求 1-5 中任一项所述的光栅耦合器；

   其中， 多个光栅耦合器接收光纤阵列发出的光束， 所述光纤阵列包括 阵列的多根光纤， 所述多根光纤与所述多个光栅耦合器——对应。