CN107533197A - 一种偏振旋转器及光信号处理方法 - Google Patents

一种偏振旋转器及光信号处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107533197A
CN107533197A CN201580079278.5A CN201580079278A CN107533197A CN 107533197 A CN107533197 A CN 107533197A CN 201580079278 A CN201580079278 A CN 201580079278A CN 107533197 A CN107533197 A CN 107533197A
Authority
CN
China
Prior art keywords
waveguide
optical signal
transmitting
receiving
mould optical
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
CN201580079278.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107533197B (zh
Inventor
涂鑫
魏玉明
付红岩
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.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies 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 Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Publication of CN107533197A publication Critical patent/CN107533197A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107533197B publication Critical patent/CN107533197B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • G02B6/2766—Manipulating the plane of polarisation from one input polarisation to another output polarisation, e.g. polarisation rotators, linear to circular polarisation converters
    • 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
    • G02B6/105—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type having optical 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
    • G02B6/34—Optical coupling means utilising prism or grating
    • 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
    • G02B6/12004—Combinations of two or more optical 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
    • G02B6/14—Mode converters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

公开了一种偏振旋转器及光信号处理方法，涉及光电子产品领域，能够在转换光信号的偏振态过程中，既实现较高的转换效率，又保证较小的偏振旋转器的体积。第一收发波导包括第一端和第二端；偏振旋转区波导包括第一波导和第二波导，第一波导位于第二波导之上，第一波导与第一收发波导的第二端连接，第一波导和第二波导为非线性轮廓波导；模式转换区波导包括第三波导和第四波导，第三波导与第二波导连接，第四波导与第三波导以及第二波导处于同一水平面，第三波导和第四波导为非线性轮廓波导；第二收发波导包括第三端和第四端，第二收发波导的第三端与第四波导连接。用于横电波模光信号与横磁波模光信号之间的转换。

Description

一种偏振旋转器及光信号处理方法 技术领域
本发明涉及光电子产品领域，尤其涉及一种偏振旋转器及光信号处理方法。
背景技术
光纤通信是现代信息网络的主要传输技术之一，光子集成回路(Photonic Integrated Circuit，PIC)芯片是光纤通信系统中光通信器件的核心组成部分。为了消除光信号在PIC芯片中传输时偏振对光信号的影响，保证光信号的传输质量，PIC芯片需要分别处理具有不同偏振态的光信号。例如，可以利用PIC芯片中的偏振分束器和偏振旋转器等将横电波(Transverse Electric Wave，TE)模光信号和横磁波(Transverse Magnetic Wave，TM)模光信号分离到两条光路分别处理。偏振旋转器是偏振分集系统中不可或缺的组成元件。
现有技术中，一种切角型非对称偏振旋转器的结构示意图，如图1所示，包括输入端11、切角的偏转旋转区12、输出端13。其中输入端、切角的偏振旋转区和输出端依次连接，该切角型非对称偏振旋转器的材料可以是硅，并位于材料为二氧化硅的包覆层中。当TE模光信号从输入端输入，传输到切角的偏振旋转区时，由于矩形波导变成横截面为L型的非对称波导，TE模光信号发生模式杂化，TE模光信号在切角的偏振旋转区末端全部转换成TM模光信号，将所述TM模光信号从输出端输出；或者，当TM模光信号从输入端输入，传输到切角的偏振旋转区时，由于矩形波导变成横截面为L型的非对称波导，TM模光信号发生模式杂化，TM模光信号在切角的偏振旋转区末端全部转换成TE模光信号，将所述TE模光信号从输出端输出。从而实现对偏振态的光信号的转换功能。但是，该切角型非对称偏振旋转器的偏振旋转区是通过互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)工 艺中的部分刻蚀工艺实现的，而该切角型非对称偏振旋转器的性能对工艺容差敏感，工艺容差会带来刻蚀深度和侧壁角度的不确定性，从而严重影响转换效率。
现有技术还提供一种氮化硅-硅双层非对称波导偏振旋转器的结构示意图，如图2所示，包括第一层不规则的氮化硅层波导21，第二层硅层波导22，该第一层位于第二层之上，该第二层硅层波导包括第一等腰梯形波导221、矩形波导222和第二等腰梯形波导223，第一等腰梯形波导、矩形波导和第二等腰梯形波导依次连接，第一层波导和第二层波导的垂直间距不超过1微米，其中，第一等腰梯形波导作为输入端，矩形波导和氮化硅层波导作为偏振旋转区，第二等腰梯形波导作为输出端。当TE模光信号从输入端输入到偏振旋转区，TE模光信号耦合到偏振旋转区的双层波导中发生模式杂化，TE模光信号在偏振旋转区末端全部转换成TM模光信号，将所述TM模光信号从输出端输出；或者，当TM模光信号从输入端输入到偏振旋转区，TM模光信号耦合到偏振旋转区的双层波导中发生模式杂化，TM模光信号在偏振旋转区末端全部转换成TE模光信号，将所述TE模光信号从输出端输出。从而实现对偏振态的光信号的转换功能。但是，该偏振旋转器的偏振旋转区是线性轮廓波导，为了实现对偏振态的光信号的转换功能，偏振旋转区的线性轮廓波导需要至少400微米，从而偏振旋转器的尺寸庞大，不利于PIC芯片的高密度集成。
因此，如何在转换光信号的偏振态过程中，既实现较高的转换效率，又保证较小的偏振旋转器的体积是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的实施例提供一种偏振旋转器及光信号处理方法，能够在转换光信号的偏振态过程中，既实现较高的转换效率，又保证较小的偏振旋转器的体积。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供一种偏振旋转器，包括：
第一收发波导，包括第一端和第二端；
偏振旋转区波导，包括第一波导和第二波导，所述第一波导位于所述第二波导之上，所述第一波导与所述第一收发波导的第二端连接，所述第一波导为非线性轮廓波导，所述第二波导为非线性轮廓波导；
模式转换区波导，包括第三波导和第四波导，所述第三波导与所述第二波导连接，所述第四波导与所述第三波导以及所述第二波导处于同一水平面，所述第三波导为非线性轮廓波导，所述第四波导为非线性轮廓波导；
其中，所述第一收发波导不与所述第二波导重叠；
第二收发波导，包括第三端和第四端，所述第二收发波导的第三端与所述第四波导连接，所述第四端与所述第一收发波导的第二端的距离大于所述第三端与所述第一收发波导的第二端的距离；
其中，所述第一收发波导用于接收L阶模式的横磁波TM模光信号，所述偏振旋转区波导用于将所述L阶模式的TM模光信号转换为N阶模式的横电波TE模光信号，所述模式转换区波导用于将所述N阶模式的TE模光信号转换成M阶模式的TE模光信号，所述第二收发波导用于输出转换成的所述M阶模式的TE模光信号，N不等于M；
或者，所述第二收发波导用于接收M阶模式的TE模光信号，所述模式转换区波导用于将所述M阶模式的TE模光信号转换为N阶模式的TE模光信号，所述偏振旋转区波导用于将所述N阶模式的TE模光信号转换为L阶模式的TM模光信号，所述第一收发波导用于输出转换成的所述L阶模式的TM模光信号，N不等于M。
结合第一方面，在第一种可实现方式中，
所述第一波导包括至少二段子波导，所述第二波导包括至少二段子波导，每段所述子波导的大小不同且形状不同，所述第一波导内的每段所述子波导依次连接，所述第二波导内的每段所述子波导依次连接；
所述第三波导包括至少二段子波导，所述第四波导包括至少二段子波导，每段所述子波导的大小不同且形状不同，所述第三波导内的每段所述子波导依次连接，所述第四波导内的每段所述子波导依次连接。
结合第一种可实现方式，在第二种可实现方式中，
每段所述子波导的长度大于0微米且小于等于2微米。
结合第一种可实现方式至第二种可实现方式中任意一种，在第三种可实现方式中，
所述第一收发波导和所述第二收发波导为矩形波导，所述第一波导的子波导为梯形波导，所述第二波导的子波导为梯形波导，所述第三波导的子波导为梯形波导，所述第四波导的子波导为梯形波导。
结合第一种可实现方式至第三种可实现方式中任意一种，在第四种可实现方式中，
所述第一收发波导的高度大于等于200纳米小于等于1000纳米，所述第一波导的子波导的高度大于等于200纳米小于等于1000纳米。
结合第一种可实现方式至第四种可实现方式中任意一种，在第五种可实现方式中，
所述第二波导的子波导的高度大于等于100纳米小于等于500纳米，所述第三波导的子波导的高度大于等于100纳米小于等于500纳米，所述第四波导的子波导的高度大于等于100纳米小于等于500纳米，所述第二收发波导的高度大于等于100纳米小于等于500纳米。
结合第一种可实现方式至第五种可实现方式中任意一种，在第六种可实现方式中，
所述第一收发波导和所述第二收发波导为矩形波导，所述第一波导的子波导为大小不同的等腰梯形波导，所述第二波导的子波导为大小不同的等腰梯形波导，所述第三波导的子波导为大小不同的 直角梯形波导，所述第四波导的子波导为大小不同的直角梯形波导。
结合第一方面、第一种可实现方式至第六种可实现方式中任意一种，在第七种可实现方式中，
所述第一波导与所述第二波导之间的垂直间距大于0微米且小于等于1微米。
结合第一方面、第一种可实现方式至第七种可实现方式中任意一种，在第八种可实现方式中，
所述第三波导和所述第四波导的水平距离大于等于10纳米且小于等于500纳米。
结合第一方面、第一种可实现方式至第八种可实现方式中任意一种，在第九种可实现方式中，
所述第一收发波导和所述第一波导的材料为氮化硅，所述第二波导、所述第三波导、所述第四波导和所述第二收发波导的材料为硅。
结合第一方面、第一种可实现方式至第九种可实现方式中任意一种，在第十种可实现方式中，
所述偏振旋转器位于包覆层中，所述包覆层的材料为二氧化硅或聚合物材料。
第二方面，提供一种光信号处理方法，应用于偏振旋转器，所述偏振旋转器包括第一收发波导、偏振旋转区波导、模式转换区波导和第二收发波导，
其中，所述第一收发波导，包括第一端和第二端；所述偏振旋转区波导，包括第一波导和第二波导，所述第一波导位于所述第二波导之上，所述第一波导与所述第一收发波导的第二端连接，所述第一波导为非线性轮廓波导，所述第二波导为非线性轮廓波导；所述模式转换区波导，包括第三波导和第四波导，所述第三波导与所述第二波导连接，所述第四波导与所述第三波导以及所述第二波导处于同一水平面，所述第三波导为非线性轮廓波导，所述第四波导 为非线性轮廓波导；其中，所述第一收发波导不与所述第二波导重叠；所述第二收发波导，包括第三端和第四端，所述第二收发波导的第三端与所述第四波导连接，所述第四端与所述第一收发波导的第二端的距离大于所述第三端与所述第一收发波导的第二端的距离；
所述方法包括：
所述第一收发波导接收L阶模式的横磁波TM模光信号；
所述偏振旋转区波导将所述L阶模式的TM模光信号转换为N阶模式的横电波TE模光信号；
所述模式转换区波导将所述N阶模式的TE模光信号转换成M阶模式的TE模光信号；
所述第二收发波导输出转换成的所述M阶模式的TE模光信号；
其中，N不等于M。
结合第二方面，在第一种可实现方式中，
所述偏振旋转区波导将所述L阶模式的TM模光信号转换为N阶模式的横电波TE模光信号包括：
所述第一波导接收所述第一收发波导传输的所述L阶模式的TM模光信号；
所述第一波导接收到的所述L阶模式的TM模光信号通过所述第一波导与所述第二波导间的倏逝波耦合到所述第二波导，得到所述N阶模式的TE模光信号；
所述第二波导输出所述N阶模式的TE模光信号至所述第三波导；
所述模式转换区波导将所述N阶模式的TE模光信号转换成M阶模式的TE模光信号包括：
所述第三波导接收所述第二波导传输的所述N阶模式的TE模光信号；
所述第三波导接收到的所述N阶模式的TE模光信号通过所述 第三波导与所述第四波导间的倏逝波耦合到所述第四波导，得到所述M阶模式的TE模光信号；
所述第四波导输出所述M阶模式的TE模光信号至所述第二收发波导。
第三方面，提供一种光信号处理方法，应用于偏振旋转器，所述偏振旋转器包括第一收发波导、偏振旋转区波导、模式转换区波导和第二收发波导，
其中，所述第一收发波导，包括第一端和第二端；所述偏振旋转区波导，包括第一波导和第二波导，所述第一波导位于所述第二波导之上，所述第一波导与所述第一收发波导的第二端连接，所述第一波导为非线性轮廓波导，所述第二波导为非线性轮廓波导；所述模式转换区波导，包括第三波导和第四波导，所述第三波导与所述第二波导连接，所述第四波导与所述第三波导以及所述第二波导处于同一水平面，所述第三波导为非线性轮廓波导，所述第四波导为非线性轮廓波导；其中，所述第一收发波导不与所述第二波导重叠；所述第二收发波导，包括第三端和第四端，所述第二收发波导的第三端与所述第四波导连接，所述第四端与所述第一收发波导的第二端的距离大于所述第三端与所述第一收发波导的第二端的距离；
所述方法包括：
所述第二收发波导接收M阶模式的横电波TE模光信号；
所述模式转换区波导将所述M阶模式的TE模光信号转换为N阶模式的TE模光信号；
所述偏振旋转区波导将所述N阶模式的TE模光信号转换为L阶模式的横磁波TM模光信号；
所述第一收发波导输出转换成的所述L阶模式的TM模光信号；
其中，N不等于M。
结合第三方面，在第一种可实现方式中，
所述模式转换区波导将所述M阶模式的TE模光信号转换为N阶模式的TE模光信号包括：
所述第四波导接收所述第二收发波导传输的所述M阶模式的TE模光信号；
所述第四波导接收到的所述M阶模式的TE模光信号通过所述第三波导与所述第四波导间的倏逝波耦合到所述第三波导，得到所述N阶模式的TE模式信号；
所述第三波导输出所述N阶模式的TE模光信号至所述第二波导；
所述偏振旋转区波导将所述N阶模式的TE模光信号转换为L阶模式的横磁波TM模光信号包括：
所述第二波导接收所述第三波导传输的所述N阶模式的TE模光信号；
所述第二波导接收到的所述N阶模式的TE模光信号通过所述第二波导与所述第一波导间的倏逝波耦合到所述第一波导，得到所述L阶模式的TM模光信号；
所述第一波导输出所述L阶模式的TM模光信号至所述第一收发波导。
本发明提供一种偏振旋转器及光信号处理方法。偏振旋转器的偏振旋转区波导包括非线性轮廓的第一波导和非线性轮廓的第二波导，以及模式转换区波导包括非线性轮廓的第三波导和非线性轮廓的第四波导，所述第一波导位于所述第二波导之上，所述第四波导与所述第三波导以及所述第二波导处于同一水平面，相对于现有技术，通过长度较长的线性轮廓波导实现对偏振态的光信号的转换功能，本发明所述的偏振旋转器为非线性轮廓波导，该非线性轮廓波导更匹配光能量的分布，通过减小偏振旋转区波导的长度和模式转换区波导的长度中至少一个波导的长度，从而减小偏振旋转器的体积，在转换光信号的偏振态过程中，既实现了较高的转换效率，又保证了较小的偏振旋转器的体积。
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地介绍，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为现有技术提供一种切角型非对称偏振旋转器结构示意图；
图2为现有技术提供一种氮化硅-硅双层非对称波导偏振旋转器的结构示意图；
图3为本发明实施例提供一种偏振旋转器结构示意图；
图4为本发明实施例提供另一种偏振旋转器结构示意图；
图5为本发明实施例提供一种偏振旋转器的俯视图；
图6为本发明实施例提供一种偏振旋转器的侧视图；
图7为本发明实施例提供另一种偏振旋转器的俯视图；
图8为本发明实施例提供又一种偏振旋转器的俯视图；
图9为本发明实施例提供另一种偏振旋转器的侧视图；
图10为本发明实施例提供一种光信号传输示意图；
图11为本发明实施例提供另一种光信号传输示意图；
图12为本发明实施例提供一种光信号插损谱线示意图；
图13为本发明实施例提供另一种光信号插损谱线示意图；
图14为本发明实施例提供一种光信号处理方法流程图；
图15为本发明实施例提供另一种光信号处理方法流程图。
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。
本发明实施例提供一种偏振旋转器10，如图3所示，包括：
第一收发波导101，包括第一端a和第二端b；
偏振旋转区波导102，包括第一波导1021和第二波导1022，所述第一波导位于所述第二波导之上，所述第一波导与所述第一收发波导的第二端连接，所述第一波导为非线性轮廓波导，所述第二波导为非线性轮廓波导；
需要说明的是，所述非线性轮廓波导为波导的轮廓为非线性的。所述非线性(non-linear)为变量之间的数学关系，不是直线而是曲线、曲面、折线、折面或不确定的属性，即非线性。所述非线性轮廓波导为波导的沿着光传播方向上的轮廓不是直线，而是曲线或折线。
模式转换区波导103，包括第三波导1031和第四波导1032，所述第三波导与所述第二波导连接，所述第四波导与所述第三波导以及所述第二波导处于同一水平面，所述第三波导为非线性轮廓波导，所述第四波导为非线性轮廓波导；
其中，所述第一收发波导不与所述第二波导重叠；
第二收发波导104，包括第三端c和第四端d，所述第二收发波导的第三端与所述第四波导连接，所述第四端与所述第一收发波导的第二端的距离大于所述第三端与所述第一收发波导的第二端的距离；
其中，所述第一收发波导用于接收L阶模式的横磁波TM模光信号，所述偏振旋转区波导用于将所述L阶模式的TM模光信号转换为N阶模式的横电波TE模光信号，所述模式转换区波导用于将所述N阶模式的TE模光信号转换成M阶模式的TE模光信号，所述第二收发波导用于输出转换成的所述M阶模式的TE模光信号，N不等于M；
或者，所述第二收发波导用于接收M阶模式的TE模光信号，所述模式转换区波导用于将所述M阶模式的TE模光信号转换为N阶模式的TE模光信号，所述偏振旋转区波导用于将所述N阶模式 的TE模光信号转换为L阶模式的TM模光信号，所述第一收发波导用于输出转换成的所述L阶模式的TM模光信号，N不等于M。L可以等于N，或L可以不等于N，或L可以等于M，或L可以不等于M。
这样一来，偏振旋转器的偏振旋转区波导包括非线性轮廓的第一波导和非线性轮廓的第二波导，以及模式转换区波导包括非线性轮廓的第三波导和非线性轮廓的第四波导，所述第一波导位于所述第二波导之上，所述第四波导与所述第三波导以及所述第二波导处于同一水平面，相对于现有技术，通过长度较长的线性轮廓波导实现对偏振态的光信号的转换功能，本发明所述的偏振旋转器为非线性轮廓波导，该非线性轮廓波导更匹配光能量的分布，通过减小偏振旋转区波导的长度和模式转换区波导的长度中至少一个波导的长度，从而减小偏振旋转器的体积，在转换光信号的偏振态过程中，既实现了较高的转换效率，又保证了较小的偏振旋转器的体积。
需要说明的是，根据特定光信号的光能量的分布设计特定非线性轮廓波导，所述特定光信号为1530纳米至1565纳米的光信号；根据所述特定光信号在所述特定非线性轮廓波导中传输时，所述特定光信号的光能量的分布，优化所述特定非线性轮廓波导。
进一步的，所述第一波导包括至少二段子波导，所述第二波导包括至少二段子波导，每段所述子波导的大小不同且形状不同，所述第一波导内的每段所述子波导依次连接，所述第二波导内的每段所述子波导依次连接；
所述第三波导包括至少二段子波导，所述第四波导包括至少二段子波导，每段所述子波导的大小不同且形状不同，所述第三波导内的每段所述子波导依次连接，所述第四波导内的每段所述子波导依次连接。
进一步的，所述第一收发波导和所述第二收发波导为矩形波导，所述第一波导的子波导为梯形波导，所述第二波导的子波导为梯形波导，所述第三波导的子波导为梯形波导，所述第四波导的子 波导为梯形波导。可选的，所述第一收发波导和所述第二收发波导为矩形波导，所述第一波导的子波导为大小不同的等腰梯形波导，所述第二波导的子波导为大小不同的等腰梯形波导，所述第三波导的子波导为大小不同的直角梯形波导，所述第四波导的子波导为大小不同的直角梯形波导。
所述每段子波导的长度大于0微米且小于等于2微米，使得偏振旋转区波导的长度和模式转换区波导的长度小于现有技术的线性轮廓的偏振旋转区波导，实现减小偏振旋转器的体积。
所述第一收发波导的高度大于等于200纳米小于等于1000纳米，所述第一波导的子波导的高度大于等于200纳米小于等于1000纳米。所述第二波导的子波导的高度大于等于100纳米小于等于500纳米，所述第三波导的子波导的高度大于等于100纳米小于等于500纳米，所述第四波导的子波导的高度大于等于100纳米小于等于500纳米，所述第二收发波导的高度大于等于100纳米小于等于500纳米。所述第一波导与所述第二波导之间的垂直间距大于0微米且小于等于1微米。所述第三波导和所述第四波导的水平距离大于等于10纳米且小于等于500纳米。
需要说明的是，所述第一收发波导和所述第一波导的材料为氮化硅，所述第二波导、所述第三波导、所述第四波导和所述第二收发波导的材料为硅。所述偏振旋转器位于包覆层中，所述包覆层的材料为二氧化硅或聚合物材料，所述聚合物材料可以为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
本发明实施例提供一种偏振旋转器20，如图4所示，包括：
矩形第一收发波导201，包括第一端a和第二端b；
偏振旋转区波导202，包括第一波导2021和第二波导2022，所述第一波导位于所述第二波导之上，所述第一波导与所述矩形第一收发波导的第二端b连接，所述第一波导包括十段大小不同的等腰梯形子波导，所述第二波导包括十段大小不同的等腰梯形子波导，所述第一波导内的每段所述子波导依次连接，所述第二波导内的每 段所述子波导依次连接；
模式转换区波导203，包括第三波导2031和第四波导2032，所述第三波导与所述第二波导连接，所述第四波导与所述第三波导以及所述第二波导处于同一水平面，所述第三波导包括十段大小不同的直角梯形子波导，所述第四波导包括十段大小不同的直角梯形，所述第三波导内的每段所述子波导依次连接，所述第四波导内的每段所述子波导依次连接；
其中，所述矩形第一收发波导不与所述第二波导重叠。
矩形第二收发波导204，包括第三端c和第四端d，所述矩形第二收发波导的第三端与所述第四波导连接，所述第四端与所述矩形第一收发波导的第二端的距离大于所述第三端与所述矩形第一收发波导的第二端的距离。
具体的，所述矩形第一收发波导的材料为氮化硅。所述矩形第一收发波导的高度为400纳米。
所述矩形第二收发波导材料为硅。所述矩形第二收发波导的高度为150纳米。
所述第一波导的材料为氮化硅。所述第一波导的每段等腰梯形子波导的长度为2微米，所述第一波导的每段等腰梯形子波导的高度为400纳米。
所述第二波导的材料为硅。所述第二波导的每段等腰梯形子波导的长度为2微米，所述第二波导的每段等腰梯形子波导的高度为150纳米。
所述第三波导的材料为硅。所述第三波导的每段直角梯形子波导的长度为2微米，所述第三波导的每段直角梯形子波导的高度为150纳米。
所述第四波导的材料为硅。所述第四波导的每段直角梯形子波导的长度为2微米，所述第四波导的每段直角梯形子波导的高度为150纳米。
需要说明的是，所述偏振旋转器20位于包覆层中，所述包覆 层的材料为二氧化硅或聚合物材料，所述聚合物材料可以为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
如图5所示，偏振旋转器20的俯视图。所述第三波导与所述第四波导的水平距离D为200纳米。
如图6所示，偏振旋转器20的侧视图。所述第二波导与所述第一波导的之间的垂直间距H为50纳米。
如图7所示，所述偏振旋转区波导202的第一波导2021的俯视图。第一波导2021的每段等腰梯形子波导的长度为2微米，十段等腰梯形子波导的长度为20微米。w0至w10分别表示每段等腰梯形子波导的上底和下底的长度。
如图8所示，所述偏振旋转区波导202的第二波导2022的俯视图，所述模式转换区波导203的第三波导2031的俯视图，以及所述模式转换区波导203的第四波导2032的俯视图。第二波导2022的每段等腰梯形子波导的长度为2微米，第三波导2031的每段直角梯形子波导的长度为2微米，所述第四波导2032的每段直角梯形子波导的长度为2微米，十段等腰梯形子波导的长度与十段直角梯形子波导的长度共40微米。s0至s10分别表示每段等腰梯形子波导的上底和下底的长度。S11至s20分别表示每段直角梯形子波导的上底和下底的长度。a0至a6分别表示每段直角梯形子波导的上底和下底的长度。
如图9所示，基于图7和图8的偏振旋转器20的侧视图。
具体的，w0至w10分别表示每段等腰梯形子波导的上底和下底的长度。s0至s10分别表示每段等腰梯形子波导的上底和下底的长度。S11至s20分别表示每段直角梯形子波导的上底和下底的长度。a0至a6分别表示每段直角梯形子波导的上底和下底的长度。如表1所示。
表1 偏振旋转器的结构参数
其中，所述矩形第一收发波导用于接收L阶模式的TM模光信号，所述偏振旋转区波导用于将所述L阶模式的TM模光信号转换为N阶模式的横电波TE模光信号，所述模式转换区波导用于将所述N阶模式的TE模光信号转换成M阶模式的TE模光信号，所述矩形第二收发波导用于输出转换成的所述M阶模式的TE模光信号，N不等于M；
或者，所述矩形第二收发波导用于接收M阶模式的TE模光信号，所述模式转换区波导用于将所述M阶模式的TE模光信号转换为N阶模式的TE模光信号，所述偏振旋转区波导用于将所述N阶模式的TE模光信号转换为L阶模式的TM模光信号，所述矩形第一收发波导用于输出转换成的所述L阶模式的TM模光信号，N不等于M。
需要说明的是，根据调整第三波导的宽度和第四波导的宽度来调整TE模光信号的有效折射率，得到需要输出的TE模光信号的阶数。例如，可以调整组成第三波导和第四波导的每段直角梯形子波导的上底和下底的长度，来调整第三波导的宽度和第四波导的宽度。
具体的，当TM0模光信号从所述偏振旋转器20的矩形第一收发波导输入，采用三维(three-dimensional，3D)时域有限差分方法(Finite Difference Time Domain，FDTD)仿真技术设计和优化通信C波段(1530纳米～1565纳米)的性能参数，如图10所示，TM0模光信号输入时的TM0模光信号能量分布，第一波导接收到的TM0模光信号通过所述第一波导与所述第二波导间的倏逝波耦合到第二波导，得到TE1模光信号，TM0模光信号在该偏振旋转器内的传播方向上逐渐减弱，所述第二波导输出TE1模光信号至所述第三波导，第三波导接收到的TE1模光信号通过所述第三波导与所述第四波导间的倏逝波耦合到第四波导，得到TE0模光信号，第四波导输出TE0模光信号至矩形第二收发波导，矩形第二收发波导输出转换成的TE0模光信号，几乎没有TM0模光信号输出。如图11所示，TE1模光信号能量分布，TE1模光信号在偏振旋转器20内传播方向上逐渐出现，最后在矩形第二收发波导有TE0模光信号能量输出。结合图10和图11所示，矩形第一收发波导输入的TM0模光信号几乎全部转换成TE0模光信号从矩形第二收发波导输出，实现了对偏振态的光信号的高效的转换功能。
当TE0模光信号从矩形第二收发波导输入，所述第四波导接收所述矩形第二收发波导传输的所述TE0模光信号；所述第四波导接收到的所述TE0模光信号通过所述第三波导与所述第四波导间的倏逝波耦合到所述第三波导，得到TE1模光信号；所述第三波导输出所述TE1模光信号至所述第二波导；所述第二波导接收所述第三波导传输的所述TE1模光信号；所述第二波导接收到的所述TE1模光信号通过所述第二波导与所述第一波导间的倏逝波耦合到所述第一波导，得到TM0模光信号；所述第一波导输出所述TM0模光信号至所述矩形第一收发波导，所述矩形第一收发波导输出转换成的TM0模光信号。几乎没有TE0模光信号输出。矩形第二收发波导输入的TE0模光信号几乎全部转换成TM0模光信号从矩形第一收发波导输出，实现了对偏振态的光信号的高效的转换功能。
需要说明的是，TM模光信号到TE模光信号的插损为10*lg(输出的TE模光信号功率/输入的TM模光信号功率)，或者TE模光信号到TM模光信号的插损为10*lg(输出的TM模光信号功率/输入的TE模光信号功率)，如图12所示，通信C波段上TM模光信号到TE模光信号的插损谱线，中心波长小于0.4dB损耗，整个带宽上小于1.0dB损耗。同理，如图13所示，通信C波段上TE模光信号到TM模光信号的插损谱线，性能与TM模光信号到TE模光信号的插损类似。
本发明所述的偏振旋转器，包括非线性轮廓的第一波导和非线性轮廓的第二波导，以及模式转换区波导包括非线性轮廓的第三波导和非线性轮廓的第四波导，所述第一波导位于所述第二波导之上，所述第四波导与所述第三波导以及所述第二波导处于同一水平面，相对于现有技术，通过长度较长的线性轮廓波导实现对偏振态的光信号的转换功能，本发明所述的偏振旋转器为非线性轮廓波导，该非线性轮廓波导更匹配光能量的分布，通过减小偏振旋转区波导的长度和模式转换区波导的长度中至少一个波导的长度，从而减小偏振旋转器的体积，在转换光信号的偏振态过程中，既实现了较高的转换效率，又保证了较小的偏振旋转器的体积。而且该偏振旋转器可以通过互补金属氧化物半导体工艺制造，使用全部刻蚀工艺，工艺简单，成本低，适合大规模制造，
需要说明的是，本发明实施例所述的偏振旋转器中的偏振旋转区波导和模式转换区波导还可以根据数学函数设计，将偏振旋转区波导和模式转换区波导设计为非线性轮廓波导。根据数学函数设计的偏振旋转区波导可以是一个整体，而不是通过至少二段子波导组成的偏振旋转区波导。根据数学函数设计的模式转换区波导可以是一个整体，而不是通过至少二段子波导组成的模式转换区波导。
本发明实施例提供一种光信号处理方法，应用于偏振旋转器，所述偏振旋转器包括第一收发波导、偏振旋转区波导、模式转换区波导和第二收发波导，
其中，所述第一收发波导，包括第一端和第二端；所述偏振旋转区波导，包括第一波导和第二波导，所述第一波导位于所述第二波导之上，所述第一波导与所述第一收发波导的第二端连接，所述第一波导为非线性轮廓波导，所述第二波导为非线性轮廓波导；所述模式转换区波导，包括第三波导和第四波导，所述第三波导与所述第二波导连接，所述第四波导与所述第三波导以及所述第二波导处于同一水平面，所述第三波导为非线性轮廓波导，所述第四波导为非线性轮廓波导；其中，所述第一收发波导不与所述第二波导重叠；所述第二收发波导，包括第三端和第四端，所述第二收发波导的第三端与所述第四波导连接，所述第四端与所述第一收发波导的第二端的距离大于所述第三端与所述第一收发波导的第二端的距离；
如图14所示，所述方法包括：
步骤301、所述第一收发波导接收L阶模式的TM模光信号。
步骤302、所述偏振旋转区波导将所述L阶模式的TM模光信号转换为N阶模式的TE模光信号。
步骤303、所述模式转换区波导将所述N阶模式的TE模光信号转换成M阶模式的TE模光信号。
步骤304、所述第二收发波导输出转换成的所述M阶模式的TE模光信号。
其中，N不等于M。L可以等于N，或L可以不等于N，或L可以等于M，或L可以不等于M。
相对于现有技术，通过长度较长的线性轮廓波导实现对偏振态的光信号的转换功能，本发明所述的偏振旋转器为非线性轮廓波导，该非线性轮廓波导更匹配光能量的分布，通过减小偏振旋转区波导的长度和模式转换区波导的长度中至少一个波导的长度，从而减小偏振旋转器的体积，实现将接收到的L阶模式的TM模光信号转换为N阶模式的TE模光信号，将所述N阶模式的TE模光信号转换成M阶模式的TE模光信号，再输出转换成的所述M阶模式的 TE模光信号。在转换光信号的偏振态过程中，既实现了较高的转换效率，又保证了较小的偏振旋转器的体积。
具体的，所述偏振旋转区波导将所述L阶模式的TM模光信号转换为N阶模式的横电波TE模光信号包括：
所述第一波导接收所述第一收发波导传输的所述L阶模式的TM模光信号；
所述第一波导接收到的所述L阶模式的TM模光信号通过所述第一波导与所述第二波导间的倏逝波耦合到所述第二波导，得到所述N阶模式的TE模光信号；
所述第二波导输出所述N阶模式的TE模光信号至所述第三波导；
所述模式转换区波导将所述N阶模式的TE模光信号转换成M阶模式的TE模光信号包括：
所述第三波导接收所述第二波导传输的所述N阶模式的TE模光信号；
所述第三波导接收到的所述N阶模式的TE模光信号通过所述第三波导与所述第四波导间的倏逝波耦合到所述第四波导，得到所述M阶模式的TE模光信号；
所述第四波导输出所述M阶模式的TE模光信号至所述第二收发波导。
本发明实施例提供一种光信号处理方法，应用于偏振旋转器，所述偏振旋转器包括第一收发波导、偏振旋转区波导、模式转换区波导和第二收发波导，
其中，所述第一收发波导，包括第一端和第二端；所述偏振旋转区波导，包括第一波导和第二波导，所述第一波导位于所述第二波导之上，所述第一波导与所述第一收发波导的第二端连接，所述第一波导为非线性轮廓波导，所述第二波导为非线性轮廓波导；所述模式转换区波导，包括第三波导和第四波导，所述第三波导与所述第二波导连接，所述第四波导与所述第三波导以及所述第二波导 处于同一水平面，所述第三波导为非线性轮廓波导，所述第四波导为非线性轮廓波导；其中，所述第一收发波导不与所述第二波导重叠；所述第二收发波导，包括第三端和第四端，所述第二收发波导的第三端与所述第四波导连接，所述第四端与所述第一收发波导的第二端的距离大于所述第三端与所述第一收发波导的第二端的距离；
如图15所示，所述方法包括：
步骤401、所述第二收发波导接收M阶模式的TE模光信号。
步骤402、所述模式转换区波导将所述M阶模式的TE模光信号转换为N阶模式的TE模光信号。
步骤403、所述偏振旋转区波导将所述N阶模式的TE模光信号转换为L阶模式的TM模光信号。
步骤404、所述第一收发波导输出转换成的所述L阶模式的TM模光信号。
其中，N不等于M。L可以等于N，或L可以不等于N，或L可以等于M，或L可以不等于M。
相对于现有技术，通过长度较长的线性轮廓波导实现对偏振态的光信号的转换功能，本发明所述的偏振旋转器为非线性轮廓波导，该非线性轮廓波导更匹配光能量的分布，通过减小偏振旋转区波导的长度和模式转换区波导的长度中至少一个波导的长度，从而减小偏振旋转器的体积，实现将接收到的M阶模式的TE模光信号转换为N阶模式的TE模光信号，将所述N阶模式的TE模光信号转换成L阶模式的TM模光信号，再输出转换成的所述L阶模式的TM模光信号。在转换光信号的偏振态过程中，既实现了较高的转换效率，又保证了较小的偏振旋转器的体积。
具体的，所述模式转换区波导将所述M阶模式的TE模光信号转换为N阶模式的TE模光信号包括：
所述第四波导接收所述第二收发波导传输的所述M阶模式的TE模光信号；
所述第四波导接收到的所述M阶模式的TE模光信号通过所述第三波导与所述第四波导间的倏逝波耦合到所述第三波导，得到所述N阶模式的TE模式信号；
所述第三波导输出所述N阶模式的TE模光信号至所述第二波导；
所述偏振旋转区波导将所述N阶模式的TE模光信号转换为L阶模式的横磁波TM模光信号包括：
所述第二波导接收所述第三波导传输的所述N阶模式的TE模光信号；
所述第二波导接收到的所述N阶模式的TE模光信号通过所述第二波导与所述第一波导间的倏逝波耦合到所述第一波导，得到所述L阶模式的TM模光信号；
所述第一波导输出所述L阶模式的TM模光信号至所述第一收发波导。
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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

  1. 一种偏振旋转器，其特征在于，包括：
    第一收发波导，包括第一端和第二端；
    偏振旋转区波导，包括第一波导和第二波导，所述第一波导位于所述第二波导之上，所述第一波导与所述第一收发波导的第二端连接，所述第一波导为非线性轮廓波导，所述第二波导为非线性轮廓波导；
    模式转换区波导，包括第三波导和第四波导，所述第三波导与所述第二波导连接，所述第四波导与所述第三波导以及所述第二波导处于同一水平面，所述第三波导为非线性轮廓波导，所述第四波导为非线性轮廓波导；
    其中，所述第一收发波导不与所述第二波导重叠；
    第二收发波导，包括第三端和第四端，所述第二收发波导的第三端与所述第四波导连接，所述第四端与所述第一收发波导的第二端的距离大于所述第三端与所述第一收发波导的第二端的距离；
    其中，所述第一收发波导用于接收L阶模式的横磁波TM模光信号，所述偏振旋转区波导用于将所述L阶模式的TM模光信号转换为N阶模式的横电波TE模光信号，所述模式转换区波导用于将所述N阶模式的TE模光信号转换成M阶模式的TE模光信号，所述第二收发波导用于输出转换成的所述M阶模式的TE模光信号，N不等于M；
    或者，所述第二收发波导用于接收M阶模式的TE模光信号，所述模式转换区波导用于将所述M阶模式的TE模光信号转换为N阶模式的TE模光信号，所述偏振旋转区波导用于将所述N阶模式的TE模光信号转换为L阶模式的TM模光信号，所述第一收发波导用于输出转换成的所述L阶模式的TM模光信号，N不等于M。
  2. 根据权利要求1所述的偏振旋转器，其特征在于，
    所述第一波导包括至少二段子波导，所述第二波导包括至少二段子波导，每段所述子波导的大小不同且形状不同，所述第一波导 内的每段所述子波导依次连接，所述第二波导内的每段所述子波导依次连接；
    所述第三波导包括至少二段子波导，所述第四波导包括至少二段子波导，每段所述子波导的大小不同且形状不同，所述第三波导内的每段所述子波导依次连接，所述第四波导内的每段所述子波导依次连接。
  3. 根据权利要求2所述的偏振旋转器，其特征在于，每段所述子波导的长度大于0微米且小于等于2微米。
  4. 根据权利要求2-3任意一项权利要求所述的偏振旋转器，其特征在于，所述第一收发波导和所述第二收发波导为矩形波导，所述第一波导的子波导为梯形波导，所述第二波导的子波导为梯形波导，所述第三波导的子波导为梯形波导，所述第四波导的子波导为梯形波导。
  5. 根据权利要求2-4任意一项权利要求所述的偏振旋转器，其特征在于，所述第一收发波导的高度大于等于200纳米小于等于1000纳米，所述第一波导的子波导的高度大于等于200纳米小于等于1000纳米。
  6. 根据权利要求2-5任意一项权利要求所述的偏振旋转器，其特征在于，所述第二波导的子波导的高度大于等于100纳米小于等于500纳米，所述第三波导的子波导的高度大于等于100纳米小于等于500纳米，所述第四波导的子波导的高度大于等于100纳米小于等于500纳米，所述第二收发波导的高度大于等于100纳米小于等于500纳米。
  7. 根据权利要求2-6任意一项权利要求所述的偏振旋转器，其特征在于，所述第一收发波导和所述第二收发波导为矩形波导，所述第一波导的子波导为大小不同的等腰梯形波导，所述第二波导的子波导为大小不同的等腰梯形波导，所述第三波导的子波导为大小不同的直角梯形波导，所述第四波导的子波导为大小不同的直角梯形波导。
  8. 根据权利要求1-7任意一项权利要求所述的偏振旋转器，其特征在于，所述第一波导与所述第二波导之间的垂直间距大于0微米且小于等于1微米。
  9. 根据权利要求1-8任意一项权利要求所述的偏振旋转器，其特征在于，所述第三波导和所述第四波导的水平距离大于等于10纳米且小于等于500纳米。
  10. 根据权利要求1-9任意一项权利要求所述的偏振旋转器，其特征在于，所述第一收发波导和所述第一波导的材料为氮化硅，所述第二波导、所述第三波导、所述第四波导和所述第二收发波导的材料为硅。
  11. 根据权利要求1-10任意一项权利要求所述的偏振旋转器，其特征在于，所述偏振旋转器位于包覆层中，所述包覆层的材料为二氧化硅或聚合物材料。
  12. 一种光信号处理方法，其特征在于，应用于偏振旋转器，所述偏振旋转器包括第一收发波导、偏振旋转区波导、模式转换区波导和第二收发波导，
    其中，所述第一收发波导，包括第一端和第二端；所述偏振旋转区波导，包括第一波导和第二波导，所述第一波导位于所述第二波导之上，所述第一波导与所述第一收发波导的第二端连接，所述第一波导为非线性轮廓波导，所述第二波导为非线性轮廓波导；所述模式转换区波导，包括第三波导和第四波导，所述第三波导与所述第二波导连接，所述第四波导与所述第三波导以及所述第二波导处于同一水平面，所述第三波导为非线性轮廓波导，所述第四波导为非线性轮廓波导；其中，所述第一收发波导不与所述第二波导重叠；所述第二收发波导，包括第三端和第四端，所述第二收发波导的第三端与所述第四波导连接，所述第四端与所述第一收发波导的第二端的距离大于所述第三端与所述第一收发波导的第二端的距离；
    所述方法包括：
    所述第一收发波导接收L阶模式的横磁波TM模光信号；
    所述偏振旋转区波导将所述L阶模式的TM模光信号转换为N阶模式的横电波TE模光信号；
    所述模式转换区波导将所述N阶模式的TE模光信号转换成M阶模式的TE模光信号；
    所述第二收发波导输出转换成的所述M阶模式的TE模光信号；
    其中，N不等于M。
  13. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，
    所述偏振旋转区波导将所述L阶模式的TM模光信号转换为N阶模式的横电波TE模光信号包括：
    所述第一波导接收所述第一收发波导传输的所述L阶模式的TM模光信号；
    所述第一波导接收到的所述L阶模式的TM模光信号通过所述第一波导与所述第二波导间的倏逝波耦合到所述第二波导，得到所述N阶模式的TE模光信号；
    所述第二波导输出所述N阶模式的TE模光信号至所述第三波导；
    所述模式转换区波导将所述N阶模式的TE模光信号转换成M阶模式的TE模光信号包括：
    所述第三波导接收所述第二波导传输的所述N阶模式的TE模光信号；
    所述第三波导接收到的所述N阶模式的TE模光信号通过所述第三波导与所述第四波导间的倏逝波耦合到所述第四波导，得到所述M阶模式的TE模光信号；
    所述第四波导输出所述M阶模式的TE模光信号至所述第二收发波导。
  14. 一种光信号处理方法，其特征在于，应用于偏振旋转器，所述偏振旋转器包括第一收发波导、偏振旋转区波导、模式转换区波导和第二收发波导，
    其中，所述第一收发波导，包括第一端和第二端；所述偏振旋转 区波导，包括第一波导和第二波导，所述第一波导位于所述第二波导之上，所述第一波导与所述第一收发波导的第二端连接，所述第一波导为非线性轮廓波导，所述第二波导为非线性轮廓波导；所述模式转换区波导，包括第三波导和第四波导，所述第三波导与所述第二波导连接，所述第四波导与所述第三波导以及所述第二波导处于同一水平面，所述第三波导为非线性轮廓波导，所述第四波导为非线性轮廓波导；其中，所述第一收发波导不与所述第二波导重叠；所述第二收发波导，包括第三端和第四端，所述第二收发波导的第三端与所述第四波导连接，所述第四端与所述第一收发波导的第二端的距离大于所述第三端与所述第一收发波导的第二端的距离；
    所述方法包括：
    所述第二收发波导接收M阶模式的横电波TE模光信号；
    所述模式转换区波导将所述M阶模式的TE模光信号转换为N阶模式的TE模光信号；
    所述偏振旋转区波导将所述N阶模式的TE模光信号转换为L阶模式的横磁波TM模光信号；
    所述第一收发波导输出转换成的所述L阶模式的TM模光信号；
    其中，N不等于M。
  15. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，
    所述模式转换区波导将所述M阶模式的TE模光信号转换为N阶模式的TE模光信号包括：
    所述第四波导接收所述第二收发波导传输的所述M阶模式的TE模光信号；
    所述第四波导接收到的所述M阶模式的TE模光信号通过所述第三波导与所述第四波导间的倏逝波耦合到所述第三波导，得到所述N阶模式的TE模式信号；
    所述第三波导输出所述N阶模式的TE模光信号至所述第二波导；
    所述偏振旋转区波导将所述N阶模式的TE模光信号转换为L阶 模式的横磁波TM模光信号包括：
    所述第二波导接收所述第三波导传输的所述N阶模式的TE模光信号；
    所述第二波导接收到的所述N阶模式的TE模光信号通过所述第二波导与所述第一波导间的倏逝波耦合到所述第一波导，得到所述L阶模式的TM模光信号；
    所述第一波导输出所述L阶模式的TM模光信号至所述第一收发波导。
CN201580079278.5A 2015-04-30 2015-04-30 一种偏振旋转器及光信号处理方法 Active CN107533197B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2015/078128 WO2016172970A1 (zh) 2015-04-30 2015-04-30 一种偏振旋转器及光信号处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107533197A true CN107533197A (zh) 2018-01-02
CN107533197B CN107533197B (zh) 2019-05-28

Family

ID=57198192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580079278.5A Active CN107533197B (zh) 2015-04-30 2015-04-30 一种偏振旋转器及光信号处理方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10241273B2 (zh)
EP (1) EP3290974B1 (zh)
CN (1) CN107533197B (zh)
WO (1) WO2016172970A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113009628A (zh) * 2019-12-18 2021-06-22 中兴光电子技术有限公司 偏振旋转高阶模转换器及其分束器
CN115061239A (zh) * 2022-06-24 2022-09-16 之江实验室 一种基于多段锥形波导结构的偏振旋转分束器

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10473858B1 (en) * 2019-02-08 2019-11-12 Finisar Corporation Waveguide routing configurations and methods
US10996398B1 (en) * 2019-12-04 2021-05-04 Globalfoundries U.S. Inc. Switchable polarization splitters
JP2021124578A (ja) * 2020-02-04 2021-08-30 富士通株式会社 光回路素子、これを用いた光送受信器、及び光回路素子の製造方法
CN111239936B (zh) * 2020-03-20 2021-10-15 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块
KR20230002518A (ko) * 2020-05-01 2023-01-05 아날로그 포토닉스, 엘엘씨 다중 코어 구조들 사이의 모드 하이브리드화를 이용한 통합된 편광 회전 및 스플리팅
JP7477761B2 (ja) * 2020-06-09 2024-05-02 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 モード変換素子
CN113343505B (zh) * 2021-08-09 2021-11-05 墨研计算科学（南京）有限公司 一种刻蚀工艺的仿真方法及装置
US11988870B2 (en) 2022-02-18 2024-05-21 Cisco Technology, Inc. Bilayer silicon nitride polarization splitter and rotator
US11953719B2 (en) * 2022-05-19 2024-04-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Optical power splitter and method of manufacturing the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101765796A (zh) * 2007-07-24 2010-06-30 英飞聂拉股份有限公司 偏振分束器-偏振旋转器结构
US7792403B1 (en) * 2005-09-08 2010-09-07 Infinera Corporation Adiabatic polarization converter
CN102736184A (zh) * 2012-07-05 2012-10-17 浙江大学 一种偏振不敏感阵列波导光栅波分复用器件
US20140153862A1 (en) * 2012-11-27 2014-06-05 Teraxion Inc. Polarization rotator assembly including a subwavelength composite portion
US20140270620A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Cisco Technology, Inc. Modal rotation in optical waveguides

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8750651B2 (en) 2010-12-22 2014-06-10 Alcatel Lucent Planar polarization rotator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7792403B1 (en) * 2005-09-08 2010-09-07 Infinera Corporation Adiabatic polarization converter
CN101765796A (zh) * 2007-07-24 2010-06-30 英飞聂拉股份有限公司 偏振分束器-偏振旋转器结构
CN102736184A (zh) * 2012-07-05 2012-10-17 浙江大学 一种偏振不敏感阵列波导光栅波分复用器件
US20140153862A1 (en) * 2012-11-27 2014-06-05 Teraxion Inc. Polarization rotator assembly including a subwavelength composite portion
US20140270620A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Cisco Technology, Inc. Modal rotation in optical waveguides

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113009628A (zh) * 2019-12-18 2021-06-22 中兴光电子技术有限公司 偏振旋转高阶模转换器及其分束器
CN115061239A (zh) * 2022-06-24 2022-09-16 之江实验室 一种基于多段锥形波导结构的偏振旋转分束器
CN115061239B (zh) * 2022-06-24 2023-11-03 之江实验室 一种基于多段锥形波导结构的偏振旋转分束器

Also Published As

Publication number Publication date
US20180059324A1 (en) 2018-03-01
EP3290974A4 (en) 2018-04-18
CN107533197B (zh) 2019-05-28
EP3290974B1 (en) 2019-06-12
EP3290974A1 (en) 2018-03-07
WO2016172970A1 (zh) 2016-11-03
US10241273B2 (en) 2019-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107533197A (zh) 一种偏振旋转器及光信号处理方法
CN108885307B (zh) 用于光子芯片的具有可控模场的光学边缘耦合器
US20170343734A1 (en) Optical coupling arrangement
CN204536588U (zh) 偏振分束旋转器
US20150331197A1 (en) Method And System For Grating Couplers Incorporating Perturbed Waveguides
CN109407229B (zh) 一种端面耦合器
CN105093408B (zh) 一种基于模式演变原理的硅基纳米线偏振分束器
CN204302526U (zh) 偏振分束旋转器
WO2015096070A1 (zh) 波导偏振分离和偏振转换器
CN106094107B (zh) 一种偏振分束器
US9297956B2 (en) Optical device, optical transmitter, optical receiver, optical transceiver, and method of manufacturing optical device
US11287577B2 (en) Optical mode converter for coupling between waveguides with different mode size
CN105866885B (zh) 偏振分束旋转器
CN109613632A (zh) 基于柔性表面等离激元耦合器的可调谐振腔及其制备方法
CN103513333A (zh) 一种硅基纳米线混合十字交叉器
CN111522096B (zh) 硅波导与氧化硅波导模式转换器的制备方法
CN115079345B (zh) 一种基于双锥形非对称定向耦合器型光偏振分束旋转器
CN108051889A (zh) 一种混合等离子效应辅助的槽式波导te模检偏器
CN208283698U (zh) 一种微腔结构多比特输入的光学逻辑器件
CN102879858B (zh) 具有光栅的单纤三向复用器
CN112305671A (zh) 基于狭缝波导的锥形偏振分束器及制备方法
CN210072135U (zh) 基于狭缝波导的锥形偏振分束器
CN114624815A (zh) 一种大制作容差高偏振消光比无源波导型偏振旋转分束器
EP3312647B1 (en) Polarization mode converter
CN114035269A (zh) 模斑转换器及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant