CN105467520A - 基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器 - Google Patents

基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器 Download PDF

Info

Publication number
CN105467520A
CN105467520A CN201510929084.1A CN201510929084A CN105467520A CN 105467520 A CN105467520 A CN 105467520A CN 201510929084 A CN201510929084 A CN 201510929084A CN 105467520 A CN105467520 A CN 105467520A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tapered waveguide
waveguide
straight
bundling device
directional coupler
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.)
Granted
Application number
CN201510929084.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105467520B (zh
Inventor
王磊
陈代高
肖希
李淼峰
邱英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Research Institute of Posts and Telecommunications Co Ltd
Original Assignee
Wuhan Research Institute of Posts and Telecommunications Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Research Institute of Posts and Telecommunications Co Ltd filed Critical Wuhan Research Institute of Posts and Telecommunications Co Ltd
Priority to CN201510929084.1A priority Critical patent/CN105467520B/zh
Publication of CN105467520A publication Critical patent/CN105467520A/zh
Priority to PCT/CN2016/108956 priority patent/WO2017101723A1/zh
Priority to US16/061,650 priority patent/US10551567B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN105467520B publication Critical patent/CN105467520B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
    • G02B6/2821—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals
    • G02B6/2826—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals using mechanical machining means for shaping of the couplers, e.g. grinding or polishing
    • G02B6/283—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals using mechanical machining means for shaping of the couplers, e.g. grinding or polishing couplers being tunable or adjustable
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/27—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
    • G02B6/2726—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means in or on light guides, e.g. polarisation means assembled in a light guide
    • G02B6/2733—Light guides evanescently coupled to polarisation sensitive elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/1228—Tapered waveguides, e.g. integrated spot-size transformers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/125—Bends, branchings or intersections
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/126—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind using polarisation effects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/27—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/27—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
    • G02B6/2726—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means in or on light guides, e.g. polarisation means assembled in a light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/27—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
    • G02B6/2753—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means characterised by their function or use, i.e. of the complete device
    • G02B6/2773—Polarisation splitting or combining
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3058—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state comprising electrically conductive elements, e.g. wire grids, conductive particles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
    • H01P5/184—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being strip lines or microstrips
    • H01P5/185—Edge coupled lines

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，涉及光通信器件领域。该宽带偏振分/合束器包括渐变波导方向耦合器、合束端、弯曲波导、横电模TE端、横磁模TM端，渐变波导方向耦合器由直通端渐变波导、串通端渐变波导组成，直通端渐变波导与串通端渐变波导宽度的变化趋势相反，且直通端渐变波导、串通端渐变波导之间具有间隔，合束端与直通端渐变波导的一端连接，直通端渐变波导的另一端与弯曲波导的一端连接，弯曲波导另一端与横电模TE端连接，串通端渐变波导与横磁模TM端连接。本发明的中宽带偏振分/合束器能够降低TM模光场对于耦合区域长度的敏感度，具有更宽的工作波长范围。

Description

基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器
技术领域
本发明涉及光通信器件领域，具体是涉及一种基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器。
背景技术
参见图1所示，偏振分束器是一种用于将一束光分为TE(TransverseElectricmode，横电模)和TM(TransverseMagneticmode，横磁模)两束偏振态的光，或者将两束偏振态的光合成为一束的器件。传统的偏振分束器存在工作波长范围较窄的缺陷。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，能够降低TM模光场对于耦合区域长度的敏感度，具有更宽的工作波长范围。
本发明提供一种基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，该宽带偏振分/合束器包括渐变波导方向耦合器、合束端、弯曲波导、横电模TE端、横磁模TM端，渐变波导方向耦合器由直通端渐变波导、串通端渐变波导组成，直通端渐变波导与串通端渐变波导宽度的变化趋势相反，且直通端渐变波导、串通端渐变波导之间具有间隔，合束端与直通端渐变波导的一端连接，直通端渐变波导的另一端与弯曲波导的一端连接，弯曲波导另一端与横电模TE端连接，串通端渐变波导与横磁模TM端连接。
在上述技术方案的基础上，所述宽带偏振分/合束器作为分束器使用时，光从合束端入射，TE模的光从横电模TE端出射，TM模的光从横磁模TM端出射。
在上述技术方案的基础上，所述宽带偏振分/合束器作为合束器使用时，TE模的光从横电模TE端入射，TM模的光从横磁模TM端入射，两种偏振态合束后的光从合束端出射。
在上述技术方案的基础上，所述直通端渐变波导的宽度由宽变窄，串通端渐变波导的宽度由窄变宽。
在上述技术方案的基础上，所述直通端渐变波导的宽度由【0.5，1】μm变窄至【0.3，0.45】μm，串通端渐变波导的宽度由【0.3，0.45】μm变宽至【0.5，1】μm，直通端渐变波导与串通端渐变波导之间有一定间隔。
在上述技术方案的基础上，所述直通端渐变波导的宽度由【0.6，0.9】μm变窄至【0.35，0.45】μm，串通端渐变波导的宽度由【0.35，0.45】μm变宽至【0.6，0.9】μm，直通端渐变波导与串通端渐变波导之间有一定间隔。
在上述技术方案的基础上，所述直通端渐变波导的宽度由窄变宽，串通端渐变波导的宽度由宽变窄。
在上述技术方案的基础上，所述直通端渐变波导的宽度由【0.3，0.45】μm变宽至【0.5，1】μm，串通端渐变波导的宽度由【0.5，1】μm变窄至【0.3，0.45】μm，直通端渐变波导与串通端渐变波导之间有一定间隔。
在上述技术方案的基础上，所述直通端渐变波导的宽度由【0.35，0.45】μm变宽至【0.6，0.9】μm，串通端渐变波导的宽度由【0.6，0.9】μm变窄至【0.35，0.45】μm，直通端渐变波导与串通端渐变波导之间有一定间隔。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明的宽带偏振分/合束器包括渐变波导方向耦合器、合束端、弯曲波导、横电模TE端、横磁模TM端，渐变波导方向耦合器由直通端渐变波导、串通端渐变波导组成，直通端渐变波导与串通端渐变波导宽度的变化趋势相反，且直通端渐变波导、串通端渐变波导之间具有间隔，合束端与直通端渐变波导的一端连接，直通端渐变波导的另一端与弯曲波导的一端连接，弯曲波导另一端与横电模TE端连接，串通端渐变波导与横磁模TM端连接。该宽带偏振分/合束器作为分束器使用时，光从合束端入射，TE模的光从横电模TE端出射，TM模的光从横磁模TM端出射。该宽带偏振分/合束器作为合束器使用时，TE模的光从横电模TE端入射，TM模的光从横磁模TM端入射，两种偏振态合束后的光从合束端出射。偏振分束器是利用TE模式的光与TM模式的光在相邻波导间的耦合效率的不同，实现TE从直通波导输出，而TM耦合到串通波导输出。TE模式的耦合效率对直通波导和串通波导的耦合区域长度变化不敏感，而不同波长的TM模式对于耦合长度非常敏感。因此，偏振分束器具有波长相关性。本发明中的宽带偏振分/合束器引入渐变波导结构，能够降低TM模式的耦合效率对于耦合长度的敏感度，从而降低TM模耦合效率的波长相关性，具有更宽的工作波长范围。
附图说明
图1是传统的偏振分束器的结构示意图。
图2是本发明实施例1中基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器的结构示意图。
图3是本发明实施例2中基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器的结构示意图。
附图标记：1-合束端，2-直通端渐变波导，3-串通端渐变波导，4-间隔，5-弯曲波导，6-横电模TE端，7-横磁模TM端。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
为了加宽偏振分束器的工作波长范围，而不增加器件的复杂度，本发明实施例提供一种基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，参见图2、图3所示，该宽带偏振分/合束器包括渐变波导方向耦合器、合束端1、弯曲波导5、横电模TE端6、横磁模TM端7，渐变波导方向耦合器由直通端渐变波导2、串通端渐变波导3组成，直通端渐变波导2与串通端渐变波导3宽度的变化趋势相反，且直通端渐变波导2、串通端渐变波导3之间具有间隔4，合束端1与直通端渐变波导2的一端连接，直通端渐变波导2的另一端与弯曲波导5的一端连接，弯曲波导5另一端与横电模TE端6连接，串通端渐变波导3与横磁模TM端7连接。
上述宽带偏振分/合束器作为分束器使用时，光从合束端1入射，TE模的光从横电模TE端6出射，TM模的光从横磁模TM端6出射。
上述宽带偏振分/合束器作为合束器使用时，TE模的光从横电模TE端6入射，TM模的光从横磁模TM端7入射，两种偏振态合束后的光从合束端1出射。
具体的，直通端渐变波导2的宽度由【0.5，1】μm变窄至【0.3，0.45】μm，串通端渐变波导3的宽度由【0.3，0.45】μm变宽至【0.5，1】μm，直通端渐变波导2与串通端渐变波导3之间有一定间隔。
或者，直通端渐变波导2的宽度由【0.3，0.45】μm变宽至【0.5，1】μm，串通端渐变波导3的宽度由【0.5，1】μm变窄至【0.3，0.45】μm，直通端渐变波导2与串通端渐变波导3之间有一定间隔。
进一步，直通端渐变波导2的宽度由【0.6，0.9】μm变窄至【0.35，0.45】μm，串通端渐变波导3的宽度由【0.35，0.45】μm变宽至【0.6，0.9】μm，直通端渐变波导2与串通端渐变波导3之间有一定间隔。
或者，直通端渐变波导2的宽度由【0.35，0.45】μm变宽至【0.6，0.9】μm，串通端渐变波导3的宽度由【0.6，0.9】μm变窄至【0.35，0.45】μm，直通端渐变波导2与串通端渐变波导3之间有一定间隔。
下面通过12个具体实施例进行详细说明。
实施例1
参见图2所示，实施例1提供一种基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，该宽带偏振分/合束器包括渐变波导方向耦合器、合束端1、弯曲波导5、横电模TE端6、横磁模TM端7，渐变波导方向耦合器由直通端渐变波导2、串通端渐变波导3组成，直通端渐变波导2的宽度由0.5μm变窄至0.3μm，串通端渐变波导3的宽度由0.3μm变宽至0.5μm，且直通端渐变波导2、串通端渐变波导3之间具有一定间隔4，合束端1与直通端渐变波导2的一端连接，直通端渐变波导2的另一端与弯曲波导5的一端连接，弯曲波导5另一端与横电模TE端6连接，串通端渐变波导3与横磁模TM端7连接。
该宽带偏振分/合束器作为分束器使用时，光从合束端1入射，TE模的光从横电模TE端6出射，TM模的光从横磁模TM端6出射。
该宽带偏振分/合束器作为合束器使用时，TE模的光从横电模TE端6入射，TM模的光从横磁模TM端7入射，两种偏振态合束后的光从合束端1出射。
实施例2
参见图3所示，实施例2提供一种基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，该宽带偏振分/合束器包括渐变波导方向耦合器、合束端1、弯曲波导5、横电模TE端6、横磁模TM端7，渐变波导方向耦合器由直通端渐变波导2、串通端渐变波导3组成，直通端渐变波导2的宽度由0.3μm变宽至0.5μm，串通端渐变波导3的宽度由0.5μm变窄至0.3μm，且直通端渐变波导2、串通端渐变波导3之间具有一定间隔4，合束端1与直通端渐变波导2的一端连接，直通端渐变波导2的另一端与弯曲波导5的一端连接，弯曲波导5另一端与横电模TE端6连接，串通端渐变波导3与横磁模TM端7连接。
该宽带偏振分/合束器作为分束器使用时，光从合束端1入射，TE模的光从横电模TE端6出射，TM模的光从横磁模TM端6出射。
该宽带偏振分/合束器作为合束器使用时，TE模的光从横电模TE端6入射，TM模的光从横磁模TM端7入射，两种偏振态合束后的光从合束端1出射。
实施例3
参见图2所示，实施例3提供一种基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，该宽带偏振分/合束器包括渐变波导方向耦合器、合束端1、弯曲波导5、横电模TE端6、横磁模TM端7，渐变波导方向耦合器由直通端渐变波导2、串通端渐变波导3组成，直通端渐变波导2的宽度由0.6μm变窄至0.35μm，串通端渐变波导3的宽度由0.35μm变宽至0.6μm，且直通端渐变波导2、串通端渐变波导3之间具有一定间隔4，合束端1与直通端渐变波导2的一端连接，直通端渐变波导2的另一端与弯曲波导5的一端连接，弯曲波导5另一端与横电模TE端6连接，串通端渐变波导3与横磁模TM端7连接。
该宽带偏振分/合束器作为分束器使用时，光从合束端1入射，TE模的光从横电模TE端6出射，TM模的光从横磁模TM端6出射。
该宽带偏振分/合束器作为合束器使用时，TE模的光从横电模TE端6入射，TM模的光从横磁模TM端7入射，两种偏振态合束后的光从合束端1出射。
实施例4
参见图3所示，实施例4提供一种基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，该宽带偏振分/合束器包括渐变波导方向耦合器、合束端1、弯曲波导5、横电模TE端6、横磁模TM端7，渐变波导方向耦合器由直通端渐变波导2、串通端渐变波导3组成，直通端渐变波导2的宽度由0.35μm变宽至0.6μm，串通端渐变波导3的宽度由0.6μm变窄至0.35μm，且直通端渐变波导2、串通端渐变波导3之间具有一定间隔4，合束端1与直通端渐变波导2的一端连接，直通端渐变波导2的另一端与弯曲波导5的一端连接，弯曲波导5另一端与横电模TE端6连接，串通端渐变波导3与横磁模TM端7连接。
该宽带偏振分/合束器作为分束器使用时，光从合束端1入射，TE模的光从横电模TE端6出射，TM模的光从横磁模TM端6出射。
该宽带偏振分/合束器作为合束器使用时，TE模的光从横电模TE端6入射，TM模的光从横磁模TM端7入射，两种偏振态合束后的光从合束端1出射。
实施例5
参见图2所示，实施例5提供一种基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，该宽带偏振分/合束器包括渐变波导方向耦合器、合束端1、弯曲波导5、横电模TE端6、横磁模TM端7，渐变波导方向耦合器由直通端渐变波导2、串通端渐变波导3组成，直通端渐变波导2的宽度由0.7μm变窄至0.4μm，串通端渐变波导3的宽度由0.4μm变宽至0.7μm，且直通端渐变波导2、串通端渐变波导3之间具有一定间隔4，合束端1与直通端渐变波导2的一端连接，直通端渐变波导2的另一端与弯曲波导5的一端连接，弯曲波导5另一端与横电模TE端6连接，串通端渐变波导3与横磁模TM端7连接。
该宽带偏振分/合束器作为分束器使用时，光从合束端1入射，TE模的光从横电模TE端6出射，TM模的光从横磁模TM端6出射。
该宽带偏振分/合束器作为合束器使用时，TE模的光从横电模TE端6入射，TM模的光从横磁模TM端7入射，两种偏振态合束后的光从合束端1出射。
实施例6
参见图3所示，实施例6提供一种基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，该宽带偏振分/合束器包括渐变波导方向耦合器、合束端1、弯曲波导5、横电模TE端6、横磁模TM端7，渐变波导方向耦合器由直通端渐变波导2、串通端渐变波导3组成，直通端渐变波导2的宽度由0.4μm变宽至0.7μm，串通端渐变波导3的宽度由0.7μm变窄至0.4μm，且直通端渐变波导2、串通端渐变波导3之间具有一定间隔4，合束端1与直通端渐变波导2的一端连接，直通端渐变波导2的另一端与弯曲波导5的一端连接，弯曲波导5另一端与横电模TE端6连接，串通端渐变波导3与横磁模TM端7连接。
该宽带偏振分/合束器作为分束器使用时，光从合束端1入射，TE模的光从横电模TE端6出射，TM模的光从横磁模TM端6出射。
该宽带偏振分/合束器作为合束器使用时，TE模的光从横电模TE端6入射，TM模的光从横磁模TM端7入射，两种偏振态合束后的光从合束端1出射。
实施例7
参见图2所示，实施例7提供一种基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，该宽带偏振分/合束器包括渐变波导方向耦合器、合束端1、弯曲波导5、横电模TE端6、横磁模TM端7，渐变波导方向耦合器由直通端渐变波导2、串通端渐变波导3组成，直通端渐变波导2的宽度由0.8μm变窄至0.4μm，串通端渐变波导3的宽度由0.4μm变宽至0.8μm，且直通端渐变波导2、串通端渐变波导3之间具有一定间隔4，合束端1与直通端渐变波导2的一端连接，直通端渐变波导2的另一端与弯曲波导5的一端连接，弯曲波导5另一端与横电模TE端6连接，串通端渐变波导3与横磁模TM端7连接。
该宽带偏振分/合束器作为分束器使用时，光从合束端1入射，TE模的光从横电模TE端6出射，TM模的光从横磁模TM端6出射。
该宽带偏振分/合束器作为合束器使用时，TE模的光从横电模TE端6入射，TM模的光从横磁模TM端7入射，两种偏振态合束后的光从合束端1出射。
实施例8
参见图3所示，实施例8提供一种基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，该宽带偏振分/合束器包括渐变波导方向耦合器、合束端1、弯曲波导5、横电模TE端6、横磁模TM端7，渐变波导方向耦合器由直通端渐变波导2、串通端渐变波导3组成，直通端渐变波导2的宽度由0.4μm变宽至0.8μm，串通端渐变波导3的宽度由0.8μm变窄至0.4μm，且直通端渐变波导2、串通端渐变波导3之间具有一定间隔4，合束端1与直通端渐变波导2的一端连接，直通端渐变波导2的另一端与弯曲波导5的一端连接，弯曲波导5另一端与横电模TE端6连接，串通端渐变波导3与横磁模TM端7连接。
该宽带偏振分/合束器作为分束器使用时，光从合束端1入射，TE模的光从横电模TE端6出射，TM模的光从横磁模TM端6出射。
该宽带偏振分/合束器作为合束器使用时，TE模的光从横电模TE端6入射，TM模的光从横磁模TM端7入射，两种偏振态合束后的光从合束端1出射。
实施例9
参见图2所示，实施例9提供一种基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，该宽带偏振分/合束器包括渐变波导方向耦合器、合束端1、弯曲波导5、横电模TE端6、横磁模TM端7，渐变波导方向耦合器由直通端渐变波导2、串通端渐变波导3组成，直通端渐变波导2的宽度由0.9μm变窄至0.45μm，串通端渐变波导3的宽度由0.45μm变宽至0.9μm，且直通端渐变波导2、串通端渐变波导3之间具有一定间隔4，合束端1与直通端渐变波导2的一端连接，直通端渐变波导2的另一端与弯曲波导5的一端连接，弯曲波导5另一端与横电模TE端6连接，串通端渐变波导3与横磁模TM端7连接。
该宽带偏振分/合束器作为分束器使用时，光从合束端1入射，TE模的光从横电模TE端6出射，TM模的光从横磁模TM端6出射。
该宽带偏振分/合束器作为合束器使用时，TE模的光从横电模TE端6入射，TM模的光从横磁模TM端7入射，两种偏振态合束后的光从合束端1出射。
实施例10
参见图3所示，实施例10提供一种基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，该宽带偏振分/合束器包括渐变波导方向耦合器、合束端1、弯曲波导5、横电模TE端6、横磁模TM端7，渐变波导方向耦合器由直通端渐变波导2、串通端渐变波导3组成，直通端渐变波导2的宽度由0.45μm变宽至0.9μm，串通端渐变波导3的宽度由0.9μm变窄至0.45μm，且直通端渐变波导2、串通端渐变波导3之间具有一定间隔4，合束端1与直通端渐变波导2的一端连接，直通端渐变波导2的另一端与弯曲波导5的一端连接，弯曲波导5另一端与横电模TE端6连接，串通端渐变波导3与横磁模TM端7连接。
该宽带偏振分/合束器作为分束器使用时，光从合束端1入射，TE模的光从横电模TE端6出射，TM模的光从横磁模TM端6出射。
该宽带偏振分/合束器作为合束器使用时，TE模的光从横电模TE端6入射，TM模的光从横磁模TM端7入射，两种偏振态合束后的光从合束端1出射。
实施例11
参见图2所示，实施例11提供一种基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，该宽带偏振分/合束器包括渐变波导方向耦合器、合束端1、弯曲波导5、横电模TE端6、横磁模TM端7，渐变波导方向耦合器由直通端渐变波导2、串通端渐变波导3组成，直通端渐变波导2的宽度由1μm变窄至0.45μm，串通端渐变波导3的宽度由0.45μm变宽至1μm，且直通端渐变波导2、串通端渐变波导3之间具有一定间隔4，合束端1与直通端渐变波导2的一端连接，直通端渐变波导2的另一端与弯曲波导5的一端连接，弯曲波导5另一端与横电模TE端6连接，串通端渐变波导3与横磁模TM端7连接。
该宽带偏振分/合束器作为分束器使用时，光从合束端1入射，TE模的光从横电模TE端6出射，TM模的光从横磁模TM端6出射。
该宽带偏振分/合束器作为合束器使用时，TE模的光从横电模TE端6入射，TM模的光从横磁模TM端7入射，两种偏振态合束后的光从合束端1出射。
实施例12
参见图3所示，实施例12提供一种基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，该宽带偏振分/合束器包括渐变波导方向耦合器、合束端1、弯曲波导5、横电模TE端6、横磁模TM端7，渐变波导方向耦合器由直通端渐变波导2、串通端渐变波导3组成，直通端渐变波导2的宽度由0.45μm变宽至1μm，串通端渐变波导3的宽度由1μm变窄至0.45μm，且直通端渐变波导2、串通端渐变波导3之间具有一定间隔4，合束端1与直通端渐变波导2的一端连接，直通端渐变波导2的另一端与弯曲波导5的一端连接，弯曲波导5另一端与横电模TE端6连接，串通端渐变波导3与横磁模TM端7连接。
该宽带偏振分/合束器作为分束器使用时，光从合束端1入射，TE模的光从横电模TE端6出射，TM模的光从横磁模TM端6出射。
该宽带偏振分/合束器作为合束器使用时，TE模的光从横电模TE端6入射，TM模的光从横磁模TM端7入射，两种偏振态合束后的光从合束端1出射。
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，其特征在于：该宽带偏振分/合束器包括渐变波导方向耦合器、合束端(1)、弯曲波导(5)、横电模TE端(6)、横磁模TM端(7)，渐变波导方向耦合器由直通端渐变波导(2)、串通端渐变波导(3)组成，直通端渐变波导(2)与串通端渐变波导(3)宽度的变化趋势相反，且直通端渐变波导(2)、串通端渐变波导(3)之间具有间隔(4)，合束端(1)与直通端渐变波导(2)的一端连接，直通端渐变波导(2)的另一端与弯曲波导(5)的一端连接，弯曲波导(5)另一端与横电模TE端(6)连接，串通端渐变波导(3)与横磁模TM端(7)连接。
2.如权利要求1所述的基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，其特征在于：所述宽带偏振分/合束器作为分束器使用时，光从合束端(1)入射，TE模的光从横电模TE端(6)出射，TM模的光从横磁模TM端(6)出射。
3.如权利要求1所述的基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，其特征在于：所述宽带偏振分/合束器作为合束器使用时，TE模的光从横电模TE端(6)入射，TM模的光从横磁模TM端(7)入射，两种偏振态合束后的光从合束端(1)出射。
4.如权利要求1所述的基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，其特征在于：所述直通端渐变波导(2)的宽度由宽变窄，串通端渐变波导(3)的宽度由窄变宽。
5.如权利要求4所述的基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，其特征在于：所述直通端渐变波导(2)的宽度由【0.5，1】μm变窄至【0.3，0.45】μm，串通端渐变波导(3)的宽度由【0.3，0.45】μm变宽至【0.5，1】μm，直通端渐变波导(2)与串通端渐变波导(3)之间有一定间隔。
6.如权利要求5所述的基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，其特征在于：所述直通端渐变波导(2)的宽度由【0.6，0.9】μm变窄至【0.35，0.45】μm，串通端渐变波导(3)的宽度由【0.35，0.45】μm变宽至【0.6，0.9】μm，直通端渐变波导(2)与串通端渐变波导(3)之间有一定间隔。
7.如权利要求1所述的基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，其特征在于：所述直通端渐变波导(2)的宽度由窄变宽，串通端渐变波导(3)的宽度由宽变窄。
8.如权利要求7所述的基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，其特征在于：所述直通端渐变波导(2)的宽度由【0.3，0.45】μm变宽至【0.5，1】μm，串通端渐变波导(3)的宽度由【0.5，1】μm变窄至【0.3，0.45】μm，直通端渐变波导(2)与串通端渐变波导(3)之间有一定间隔。
9.如权利要求8所述的基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器，其特征在于：所述直通端渐变波导(2)的宽度由【0.35，0.45】μm变宽至【0.6，0.9】μm，串通端渐变波导(3)的宽度由【0.6，0.9】μm变窄至【0.35，0.45】μm，直通端渐变波导(2)与串通端渐变波导(3)之间有一定间隔。
CN201510929084.1A 2015-12-15 2015-12-15 基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器 Active CN105467520B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510929084.1A CN105467520B (zh) 2015-12-15 2015-12-15 基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器
PCT/CN2016/108956 WO2017101723A1 (zh) 2015-12-15 2016-12-07 基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器
US16/061,650 US10551567B2 (en) 2015-12-15 2016-12-07 Broadband polarization beam splitter/combiner based on gradient waveguide directional coupler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510929084.1A CN105467520B (zh) 2015-12-15 2015-12-15 基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105467520A true CN105467520A (zh) 2016-04-06
CN105467520B CN105467520B (zh) 2018-04-17

Family

ID=55605410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510929084.1A Active CN105467520B (zh) 2015-12-15 2015-12-15 基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10551567B2 (zh)
CN (1) CN105467520B (zh)
WO (1) WO2017101723A1 (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106405733A (zh) * 2016-10-26 2017-02-15 浙江大学 一种偏振分束‑合束器
CN106646739A (zh) * 2016-12-15 2017-05-10 武汉邮电科学研究院 基于波导宽度渐变弯曲定向耦合器的偏振分合束器及方法
CN106772796A (zh) * 2016-12-15 2017-05-31 武汉邮电科学研究院 基于梯形波导定向耦合器的超宽带宽3dB分合束器及方法
WO2017101723A1 (zh) * 2015-12-15 2017-06-22 武汉邮电科学研究院 基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器
CN108508539A (zh) * 2018-03-21 2018-09-07 华中科技大学 基于锥形非对称定向耦合器的硅基波分复用器
CN108563030A (zh) * 2018-01-31 2018-09-21 中国地质大学（武汉） 一种偏振分束器
CN108594364A (zh) * 2018-04-23 2018-09-28 武汉邮电科学研究院有限公司 基于狭缝波导的超宽带宽3dB分合束器及方法
CN109445026A (zh) * 2018-12-28 2019-03-08 武汉邮电科学研究院有限公司 基于等离子体结构的模式转换及复用器
CN113534564A (zh) * 2021-07-14 2021-10-22 华中科技大学 一种提升光学相控阵扫描角度的方法及器件
CN113740960A (zh) * 2021-07-27 2021-12-03 中国科学院微电子研究所 一种偏振分束器
CN114089472A (zh) * 2021-11-16 2022-02-25 武汉邮电科学研究院有限公司 一种聚合物模式复用器、空分复用器件及空分复用方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11500154B1 (en) 2019-10-18 2022-11-15 Apple Inc. Asymmetric optical power splitting system and method
US11137543B2 (en) * 2019-12-26 2021-10-05 Globalfoundries U.S. Inc. Polarizers with an absorber
US11378747B2 (en) * 2020-07-02 2022-07-05 Globalfoundries U.S. Inc. Waveguide attenuator
US11971574B2 (en) 2021-09-24 2024-04-30 Apple Inc. Multi-mode devices for multiplexing and de-multiplexing
JP2023104721A (ja) * 2022-01-18 2023-07-28 セーレンＫｓｔ株式会社 光合波器
WO2023203387A1 (en) * 2022-04-19 2023-10-26 New York University In Abu Dhabi Corporation Devices and methods for polarization control and wavelength multiplexing
CN115079345B (zh) * 2022-06-22 2023-03-31 西南交通大学 一种基于双锥形非对称定向耦合器型光偏振分束旋转器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1708707A (zh) * 2002-10-30 2005-12-14 麻省理工学院 波长不敏感的集成偏振光学分束器
CN102928926A (zh) * 2012-10-12 2013-02-13 中国计量学院 开槽分支型的太赫兹波偏振分束器
US8744222B2 (en) * 2011-07-27 2014-06-03 National Applied Research Laboratories Practical silicon photonic multi-function integrated-optic chip for fiber sensor applications
CN104730643A (zh) * 2015-04-13 2015-06-24 江苏尚飞光电科技有限公司 具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器及其设计方法
CN105093408A (zh) * 2015-09-22 2015-11-25 东南大学 一种基于模式演变原理的硅基纳米线偏振分束器

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101833172B (zh) * 2010-06-13 2011-10-05 中南大学 一种偏振光耦合及分光的方法及耦合分光器件
US8873899B2 (en) * 2013-03-14 2014-10-28 Cisco Technology, Inc. Modal rotation in optical waveguides
CN105223647A (zh) * 2015-11-04 2016-01-06 江苏尚飞光电科技有限公司 一种偏振分束旋转器及其设计方法
CN105467520B (zh) * 2015-12-15 2018-04-17 武汉邮电科学研究院 基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1708707A (zh) * 2002-10-30 2005-12-14 麻省理工学院 波长不敏感的集成偏振光学分束器
US8744222B2 (en) * 2011-07-27 2014-06-03 National Applied Research Laboratories Practical silicon photonic multi-function integrated-optic chip for fiber sensor applications
CN102928926A (zh) * 2012-10-12 2013-02-13 中国计量学院 开槽分支型的太赫兹波偏振分束器
CN104730643A (zh) * 2015-04-13 2015-06-24 江苏尚飞光电科技有限公司 具有偏振不敏感特性的90°相移光混合器及其设计方法
CN105093408A (zh) * 2015-09-22 2015-11-25 东南大学 一种基于模式演变原理的硅基纳米线偏振分束器

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017101723A1 (zh) * 2015-12-15 2017-06-22 武汉邮电科学研究院 基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器
CN106405733A (zh) * 2016-10-26 2017-02-15 浙江大学 一种偏振分束‑合束器
CN106405733B (zh) * 2016-10-26 2019-02-15 浙江大学 一种偏振分束-合束器
CN106646739A (zh) * 2016-12-15 2017-05-10 武汉邮电科学研究院 基于波导宽度渐变弯曲定向耦合器的偏振分合束器及方法
CN106772796A (zh) * 2016-12-15 2017-05-31 武汉邮电科学研究院 基于梯形波导定向耦合器的超宽带宽3dB分合束器及方法
CN108563030A (zh) * 2018-01-31 2018-09-21 中国地质大学（武汉） 一种偏振分束器
CN108508539B (zh) * 2018-03-21 2019-12-17 华中科技大学 基于锥形非对称定向耦合器的硅基波分复用器
CN108508539A (zh) * 2018-03-21 2018-09-07 华中科技大学 基于锥形非对称定向耦合器的硅基波分复用器
CN108594364A (zh) * 2018-04-23 2018-09-28 武汉邮电科学研究院有限公司 基于狭缝波导的超宽带宽3dB分合束器及方法
CN108594364B (zh) * 2018-04-23 2019-11-05 武汉邮电科学研究院有限公司 基于狭缝波导的超宽带宽3dB分合束器及方法
CN109445026A (zh) * 2018-12-28 2019-03-08 武汉邮电科学研究院有限公司 基于等离子体结构的模式转换及复用器
CN113534564A (zh) * 2021-07-14 2021-10-22 华中科技大学 一种提升光学相控阵扫描角度的方法及器件
CN113740960A (zh) * 2021-07-27 2021-12-03 中国科学院微电子研究所 一种偏振分束器
CN113740960B (zh) * 2021-07-27 2023-11-03 中国科学院微电子研究所 一种偏振分束器
CN114089472A (zh) * 2021-11-16 2022-02-25 武汉邮电科学研究院有限公司 一种聚合物模式复用器、空分复用器件及空分复用方法

Also Published As

Publication number Publication date
US10551567B2 (en) 2020-02-04
CN105467520B (zh) 2018-04-17
WO2017101723A1 (zh) 2017-06-22
US20180372957A1 (en) 2018-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105467520A (zh) 基于渐变波导方向耦合器的宽带偏振分/合束器
US10156679B2 (en) Photonic chips based on multimode fiber-to-waveguide coupling
WO2010021671A3 (en) Planar polarization splitter
CN105425339B (zh) 一种方向耦合器
WO2014194269A3 (en) System and method for an optical coupler
CA2825638C (en) Waveguide-type polarization beam splitter
CN104166183A (zh) 一种双包层光纤和光子晶体光纤的连接方法
CN107092056A (zh) 一种波分复用/解复用器及其制作方法
CN108594364B (zh) 基于狭缝波导的超宽带宽3dB分合束器及方法
WO2017101725A1 (zh) 基于截面l形波导和非对称y分支的偏振旋转与合束器
CN103698841B (zh) 一种微结构光纤器件
CN104914518A (zh) 半导体激光器模块、半导体激光器光源和半导体激光器系统
CN205067786U (zh) 低损耗波导光分路器
CN204045920U (zh) 一种主控振荡器功率放大的激光输出系统
CN102608705A (zh) 双通马赫-曾德干涉仪型偏振无关平顶梳状光纤滤波器
US10067363B2 (en) Polarizer and polarization modulation system
CN204945528U (zh) 一种偏振无关光纤隔离器
CN201839291U (zh) 一种色散补偿器
CN101806937A (zh) 一种耦合监控方式
CN202533606U (zh) 双通马赫-曾德干涉仪型偏振无关平顶梳状光纤滤波器
CN103616743B (zh) 一种plc多模波导光分路器的芯片结构
CN208314254U (zh) 一种熔融拉锥型波分复用器
CN102662216A (zh) 一种双光纤1×3 v槽型耦合器
CN102681095A (zh) 一种双光纤1×3 弧槽型耦合器
CN204462446U (zh) 一种制备光纤耦合器的治具

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 430074, No. 88, postal academy road, Hongshan District, Hubei, Wuhan

Patentee after: Wuhan post and Telecommunications Science Research Institute Co., Ltd.

Address before: 430074, No. 88, postal academy road, Hongshan District, Hubei, Wuhan

Patentee before: Wuhan Inst. of Post & Telecom Science