CN111025468B - 一种模式复用解复用器、模式解复用方法及模式复用方法 - Google Patents

Abstract

一种模式复用解复用器、模式解复用方法及模式复用方法，涉及光通信器件技术领域，包括：呈非对称形且宽度变化的多模干涉波导、连接在所述多模干涉波导左侧的多模波导以及连接在所述多模干涉波导右侧的两个传输波导，所述多模波导的左端形成第一端口，每个所述传输波导的右端的单模波导处分别形成第二端口。本发明的有益效果：通过调整多模干涉波导的形状即可调整内部的干涉点，实现模式复用和解复用，结构工艺容差大，尺寸小，没有精细的波导结构，加工精度要求不高，制作成本低。

Description

一种模式复用解复用器、模式解复用方法及模式复用方法

技术领域

本发明涉及光通信器件技术领域，尤其涉及一种模式复用解复用器、模式解复用方法及模式复用方法。

背景技术

模式复用/解复用器是光通信和光信号处理等应用中一个重要的器件，其功能主要是模式复用或者解复用，可以用于模式复用或者偏振复用中。目前使用的模式复用/解复用器主要有两种：定向耦合器或者非对称Y分支。

对于定向耦合器，有两种器件结构，一种是普通的直波导定向耦合器，这种结构中定向耦合器的两个波导要严格满足相位匹配条件，对工艺非常敏感，工艺容差低。第二种结构是梯形波导结构的定向耦合器，虽然这种结构对工艺精度要求不高，但是为了获得较好的性能，需要做的非常长，尺寸比较大。

对于非对称Y分支，其也是运用了耦合模理论，这种器件虽然可以做的很小，但是Y分支里存在细小的狭缝，该狭缝对器件的性能有很大影响，所以要获得好的器件性能，必须用很高精度的设备来制作该器件，成本很高。

现有的模式复用/解复用器存在工艺容差小，尺寸大，加工精度高，加工成本高等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明公开一种模式复用解复用器，运用光的多模干涉理论，采用非对称波导结构，实现高带宽的模式复用和模式解复用，加工方便、精度高、成本低，且整体结构尺寸小。

本发明提供的一种模式复用解复用器，包括：呈非对称形且宽度变化的类S形多模干涉波导、连接在所述多模干涉波导左侧的多模波导以及连接在所述多模干涉波导右侧的两个传输波导，所述多模波导的左端形成第一端口，每个所述传输波导的右端分别为单模波导，且每个传输波导右端的单模波导处分别形成第二端口，所述多模干涉波导由向下弯曲的第一弧形波导和向上弯曲的第二弧形波导拼接构成，所述多模干涉波导用于在多模干涉时激发生成多个模式，并对所有模式进行相位调控；

模式解复用时，两个不同模阶的TE模同时从所述第一端口入射，经所述多模干涉波导后分别转换为相应的TE0模，两个转换后的TE0模分别从两个所述第二端口出射；

模式复用时，两个TE0模分别从所述两个第二端口入射，经所述多模干涉波导后分别转换为相应的不同模阶的TE模，两个转换后的不同模阶的TE模从所述第一端口出射；

所述第一弧形波导由第二波导、第四波导、第六波导、第八波导、第三波导、第五波导、第七波导、以及第九波导构成，所述第二波导的下沿和所述第三波导的上沿接触，所述第四波导的下沿和所述第五波导的上沿接触，所述第六波导的下沿和所述第七波导的上沿接触，所述第八波导的下沿和所述第九波导的上沿接触，相互接触的上沿和下沿长度相同；

所述第二波导一端连接所述多模波导，另一端顺序连接所述第四波导、所述第六波导、以及所述第八波导，所述第三波导的一端连接所述多模波导，另一端顺序连接所述第五波导、所述第七波导、以及所述第九波导；

所述第二弧形波导由第十波导、第十二波导、第十四波导、第十六波导、第十一波导、第十三波导、第十五波导、以及第十七波导构成，所述第十波导的下沿和所述第十一波导的上沿接触，所述第十二波导的下沿和所述第十三波导的上沿接触，所述第十四波导的下沿和所述第十五波导的上沿接触，所述第十六波导的下沿和所述第十七波导的上沿接触，相互接触的上沿和下沿长度相同；

所述第十波导一端连接所述第八波导，另一端顺序连接所述第十二波导、所述第十四波导、以及所述第十六波导，所述第十一波导的一端连接所述第九波导，另一端顺序连接所述第十三波导、所述第十五波导、以及所述第十七波导，所述第十六波导远离所述第十四波导的一端连接一所述传输波导，所述第十七波导远离所述第十五波导的一端连接另一所述传输波导。

优选的，所述第六波导、所述第七波导、以及所述第十五波导的宽度均沿所述多模波导至所述传输波导方向逐渐变宽，用于在多模干涉时激发生成多个模式，并对所有模式进行相位调控；

所述第九波导、所述第十一波导、以及所述第十三波导的宽度均沿所述多模波导至所述传输波导方向逐渐变窄，用于在多模干涉时激发生成多个模式，并对所有模式进行相位调控。

优选的，所述第二波导、所述第三波导、所述第四波导、所述第五波导、所述第八波导、所述第十波导、所述第十二波导、所述第十四波导、所述第十六波导、以及所述第十七波导的宽度均沿所述多模波导至所述传输波导方向逐渐变宽，用于在多模干涉时激发生成多个模式，并对所有模式进行相位调控；或

所述第二波导、所述第三波导、所述第四波导、所述第五波导、所述第八波导、所述第十波导、所述第十二波导、所述第十四波导、所述第十六波导、以及所述第十七波导的宽度均沿所述多模波导至所述传输波导方向逐渐变窄，用于在多模干涉时激发生成多个模式，并对所有模式进行相位调控；或

所述第二波导、所述第三波导、所述第四波导、所述第五波导、所述第八波导、所述第十波导、所述第十二波导、所述第十四波导、所述第十六波导、以及所述第十七波导的宽度均沿所述多模波导至所述传输波导方向不变，用于在多模干涉时激发生成多个模式，并对所有模式进行相位调控。

优选的，所述多模干涉波导的两侧为类S形边缘线；

所述类S形边缘线由多段连接线顺序连接构成，所述连接线包括直线、弧线以及曲线。

优选的，所述多模波导与所述多模干涉波导连接处的宽度相同。

本发明还提供一种模式解复用方法，基于上述模式复用解复用器，所述模式解复用方法包括：

两个具有不同模阶的TE模同时自所述第一端口入射后，经所述多模波导传送至所述多模干涉波导，于所述多模干涉波导内分别激发不同的多模群组，并通过多模干涉完成模式转换得到相应的转换后的TE0模，两个转换后的TE0模经分别传送至不同的所述传输波导后，经由相应所述传输波导的所述第二端口出射。

优选的，模式解复用时，与TE0模对称性相同的TE模在所述多模干涉波导内转换为TE0模并从一所述第二端口出射，与TE0模对称性相反的TE模在所述多模干涉波导内转换为TE0模并从另一所述第二端口出射。

本发明还提供一种模式复用方法，基于上述模式复用解复用器，所述模式复用方法包括：

两个TE0模分别同时自两个所述第二端口入射后，经由相应的所述传输波导传送至所述多模干涉波导，于所述多模干涉波导内分别激发不同的多模群组，并通过多模干涉完成模式转换得到相应的转换后的具有不同模阶的TE模，两个转换后的不同模阶的TE模经所述多模干涉波导传送至所述多模波导后，经由所述多模波导的所述第一端口出射。

优选的，模式复用时，TE0模在所述多模干涉波导内转换为与其对称性相同的TE模和/或TE0模在所述多模干涉波导内转换为与其对称性相反的TE模。

本发明的有益效果：采用非对称的多模干涉波导产生多模干涉，模式解复用时该结构使入射的TE0模的光在出射口保持为TE0模出射，同时使入射的TE1模转换为TE0模的光后，在另一出射口出射；模式复用时，该结构使入射的TE0模光转换为TE0模或TE1模后出射。结构工艺容差大，尺寸小，没有精细的波导结构，加工精度要求不高，制作成本低。

附图说明

图1为本发明一种优选的实施例中，模式复用解复用器的俯视图；

图2-3是仿真的光在模式复用解复用器内传输时的光场分布图。

附图标记：

1-多模波导；2-第二波导；3-第三波导；4-第四波导；5-第五波导；6-第六波导；7-第七波导；8-第八波导；9-第九波导；10-第十波导；11-第十一波导；12-第十二波导；13-第十三波导；14-第十四波导；15-第十五波导；16-第十六波导；17-第十七波导；18-第一分支传输波导；19-第二分支传输波导；20-第一端口；21-第一分支端口；22-第二分支端口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，下述技术方案，技术特征之间可以相互组合。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

如图1-2所示，一种模式复用解复用器，包括：呈非对称形且宽度变化的多模干涉波导、连接在多模干涉波导左侧的多模波导1以及连接在多模干涉波导右侧的两个传输波导，多模波导1的左端形成第一端口20，每个传输波导的右端分别为单模波导，且每个传输波导的单模波导处分别形成第二端口。两个传输波导包括第一分支传输波导18和第二分支传输波导19，两个第二端口包括设置在第一分支传输波导18右端的第一分支端口21和设置在第二分支传输波导19右端的第二分支端口22。

模式解复用方向，光的传送方向为由左至右经过多模波导1、多模干涉波导以及两个传输波导。两个具有不同模阶的TE模自第一端口20同时入射后，经多模波导1传送至多模干涉波导，并于多模干涉波导内分别通过多模干涉完成奇偶阶模式之间的转换得到相应的转换后的TE0模，两个转换后的TE0模经由多模干涉波导分别传送至不同的传输波导后，经由相应传输波导的第二端口出射。

模式复用方向，光的传送方向为由右至左经过两个传输波导、多模干涉波导以及多模波导1。两个TE0模分别自两个第二端口入射后，经由相应的传输波导传送至多模干涉波导，并于多模干涉波导内分别通过多模干涉完成奇偶阶模式之间的转换得到相应的转换后的不同模阶的TE模，两个转换后的不同模阶的TE模经由多模干涉波导传送至多模波导1后，经由多模波导1的第一端口20出射。

其中，多模干涉波导由向下弯曲的第一弧形波导和向上弯曲的第二弧形波导拼接构成，多模干涉波导用于在多模干涉时激发生成多个模式，并对所有模式进行相位调控。

第一弧形波导由第二波导2、第四波导4、第六波导6、第八波导8、第三波导3、第五波导5、第七波导7、以及第九波导9构成，第二波导2的下沿和第三波导3的上沿接触且相互接触的上沿和下沿长度相同，第四波导4的下沿和第五波导5的上沿接触且相互接触的上沿和下沿长度相同，第六波导6的下沿和第七波导7的上沿接触且相互接触的上沿和下沿长度相同，第八波导8的下沿和第九波导9的上沿接触且相互接触的上沿和下沿长度相同，第二波导2一端连接多模波导1，另一端顺序连接第四波导4、第六波导6、以及第八波导8，第三波导3的一端连接多模波导1，另一端顺序连接第五波导5、第七波导7、以及第九波导9。第二波导2、第四波导4、第六波导6、第八波导8的下沿分别和第三波导3、第五波导5、第七波导7、第九波导9的上沿重合，重合处的曲线构成S形弯曲波导中向下弯曲的圆弧。

第二弧形波导由第十波导10、第十二波导12、第十四波导14、第十六波导16、第十一波导11、第十三波导13、第十五波导15、以及第十七波导17构成，第十波导10的下沿和第十一波导11的上沿接触且相互接触的上沿和下沿长度相同，第十二波导12的下沿和第十三波导13的上沿接触且相互接触的上沿和下沿长度相同，第十四波导14的下沿和第十五波导15的上沿接触且相互接触的上沿和下沿长度相同，第十六波导16的下沿和第十七波导17的上沿接触且相互接触的上沿和下沿长度相同，第十波导10一端连接第八波导8，另一端顺序连接第十二波导12、第十四波导14、以及第十六波导16，第十一波导11的一端连接第八波导8，另一端顺序连接第十三波导13、第十五波导15、以及第十七波导17，第十六波导16远离第十四波导14的一端连接一传输波导，第十七波导17远离第十五波导15的一端连接另一传输波导。第十波导10、第十二波导12、第十四波导14、第十六波导16的下沿分别和第十一波导11、第十三波导13、第十五波导15、第十七波导17的上沿重合，重合处的曲线构成S形弯曲波导中向上弯曲的圆弧。

第六波导6、第七波导7、以及第十五波导15的宽度均沿多模波导1至传输波导方向逐渐变宽，用于在多模干涉时激发生成多个模式，并对所有模式进行相位调控。第九波导9、第十一波导11、以及第十三波导13的宽度均沿多模波导1至传输波导方向逐渐变窄，用于在多模干涉时激发生成多个模式，并对所有模式进行相位调控。

第二波导2、第三波导3、第四波导4、第五波导5、第八波导8、第十波导10、第十二波导12、第十四波导14、第十六波导16、以及第十七波导17为从左到右宽度缓变弯曲波导沿多模波导1至传输波导方向逐渐变宽或沿多模波导1至传输波导方向逐渐变窄，或者为宽度不变弯曲波导，用于在多模干涉时激发生成多个模式，并对所有模式进行相位调控。

在本实施例中，TE模包括TE0模、TE1模或其他高阶模。采用非对称的多模干涉波导产生多模干涉，

在模式解复用时，使入射的所有不同模阶的TE模的光均转换为TE0模的光出射，且出射时根据多模干涉状态的不同，由不同的模阶的TE模得到的TE0模经由不同的传输波导出射完成模式解复用。入射光可以为TE0模、TE1模或其他高阶模中任意两种的组合，两个不同模阶的TE模经多模干涉波导后均转换为TE0模，并分别从两个不同的第二端口出射。

以入射光为基膜TE0模光和TE1模光为例，TE0模和TE1模同时从多模波导1的左端形成的第一端口20入射。基模TE0光从多模波导1的左端形成的第一端口20入射后，经多模波导1传送至非对称的多模干涉波导，在多模干涉波导内产生多模干涉，最后根据多模干涉波导的形状，转换后的TE0模在第一分支传输波导18的右端形成的第一分支端口21出射或第二分支传输波导19的右端形成的第二分支端口22出射。TE1模从多模波导1的左端形成的第一端口20入射后，经多模波导1传送至非对称的多模干涉波导，在多模干涉波导内产生多模干涉，最后根据多模干涉波导的形状，转换后的TE0模在第一分支传输波导18的右端形成的第一分支端口21出射或第二分支传输波导19的右端形成的第二分支端口22出射。通过调整多模干涉波导的形状可调整干涉成像的位置，从而使同时入射的不同模阶的TE模在转换成TE0模后，从不同的传输波导的第二端口出射，并且能够通过调节多模干涉波导的形状调节由不同模阶的TE模转换得到的TE0模的具体出射端口。

在模式复用时，根据多模干涉波导的形状，需要转换为不同模阶TE模的TE0模选择指定的传输波导入射完成模式复用。入射的两个TE0模经多模干涉波导后可以分别转换为TE0模、TE1模或其他高阶模中任意两种的组合，由两个TE0模转换得到的两个不同模阶的TE模均从第一端口出射。

以入射光为两个基膜TE0模光，且两个TE0模分别需要转换为TE0模和TE1模为例，从第一分支端口21和第二分支传输波导19同时入射两个TE0模，两个TE0模传输到多模干涉波导内后激发多个模式，经过多模干涉和相位调控，在从多模干涉波导出射时转换为不同模阶的TE模。采用不同形状的多模干涉波导可调整干涉成像的位置，从而能够在复用时将两个从不同端口同时入射的TE0分别转换为指定的不同模阶的TE模。转换后的两个不同模阶的TE模从多模波导的左端形成的第一端口20出射。

本发明的模式复用解复用器中，解复用时，TE0和TE1模由直波导(即多模波导1)同时入射到由波导2-17共同组成非对称S形弯曲波导(即多模干涉波导)后，在S形弯曲波导内均产生多模干涉，由于由TE0和TE1分别激发的模式组合不同，而且不同模式在同一波导内的有效折射率不同导致由TE0激发的模式组合和由TE1激发的模式组合在S形弯曲波导内产生不同的相位调控和传播路径，从而使分别由TE0和TE1激发的模式组合在S形弯曲波导内有不同的干涉状态，即可以产生不同的模式转换和在不同位置干涉成像，最终使两个模式解复用。复用时，过程相反。

由于非对称波导既可以实现对称性相同的两个模式之间的转换，同时也可以实现对称性不同的两个模式之间的转换。所以模式解复用时，与TE0模对称性相同的TE模在所述多模干涉波导内转换成TE0模；且与TE0模对称性相反的TE模在所述多模干涉波导内也能转换成TE0模。模式解复用时的不同模阶的TE模和模式复用时的TE0模在多模干涉波导内利用多模干涉原理激发多个模式出来，这些模式之间互相干涉，干涉的结果会形成干涉聚焦点，通过对多模干涉波导的外形的设计，例如两侧的结构设计可以调整干涉点的位置，进而调整TE模和TE0模经多模干涉后的转换结果。

较佳的实施例中，多模干涉波导的波导结构为类S形结构，多模干涉波导的两侧为类S形边缘线。类S形边缘线由多段连接线顺序连接构成，连接线包括直线、弧线以及曲线。由多段连接线构成的类S形边缘线的局部位置具有突变。例如，S形波导的两侧边采用多段直线或者多段弧线链接组成。多段直线或者多段弧线的连接点的位置采用非连续变化得方式，即突变方式，使解复用时由不同入射模式生成的TE0模进入到不同的第二端口出射。相反的，使复用时由不同第二端口入射的TE0模生成对应所需的模式同时都由多模波导1输出。

较佳的实施例中，多模波导1与多模干涉波导连接处的宽度与多模波导1的宽度相同。

较佳的实施例中，在基于模式复用解复用器的模式解复用方法中，两个具有不同模阶的TE模自第一端口20入射后，经多模波导1传送至多模干涉波导，并于多模干涉波导内分别通过多模干涉完成奇偶阶模式之间的转换得到相应的转换后的TE0模，两个转换后的TE0模经由多模干涉波导分别传送至不同的传输波导后，经由传输波导的第二端口出射。

模式解复用时，两个不同模阶的光进入非对称多模干涉波导后产生多模干涉，由于非对称波导能够同时实现对称性相同的两个模式和对称性相反的两个模式之间的转换，所以最后这两个模式在出口处都成像为基模TE0，并分别从不同的第二端口输出。模式复用时，TE0模在多模干涉波导内完成对称性相同和/或不同的两个模式之间的转换。

较佳的实施例中，在基于模式复用解复用器的模式复用方法中，两个TE0模分别自两个第二端口入射后，经由相应的传输波导传送至多模干涉波导，并于多模干涉波导内分别通过多模干涉完成奇偶阶模式之间的转换得到相应的转换后的不同模阶的TE模，两个转换后的不同模阶的TE模经由多模干涉波导传送至多模波导1后，经由多模波导1的第一端口20出射。

采用非对称的多模干涉波导产生多模干涉，在模式解复用时，使入射的所有不同模阶的TE模的光均转换为TE0模的光出射，且出射时根据多模干涉波导的形状不同，由不同模阶的TE模得到的TE0模经由不同的传输波导出射即可完成模式解复用，同时，在模式复用时，根据干涉波导的形状，需要转换为不同模阶的TE模的TE0模选择指定的传输波导入射即可完成模式复用，本发明的模式复用解复用器通过调整多模干涉波导的形状即可调整内部的干涉状态，实现模式复用和解复用，结构工艺容差大，尺寸小，没有精细的波导结构，加工精度要求不高，制作成本低。

如图2-3所示，为模式解复用时和模式复用时光传输的光场分布图。从图2中可以看出，解复用时TE1模的光从左端入射时，几乎全部转换成了TE0模，从右侧上端口出射，下端口几乎没有光出射，转换效率高，隔离度高，效果好。从图3中可以看出，解复用时TE0模的光从左端入射时，虽然中间有多模产生，但在右端几乎又全部转换成了TE0模，从右侧下端口出射，上端口几乎没有光出射，转换效率高，隔离度高，效果好。反之为复用过程，根据光路可逆原理，效果是相同的。

通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。

对于本领域的技术人员而言，阅读说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (9)

1.一种模式复用解复用器，其特征在于，包括：呈非对称形且宽度变化的类S形多模干涉波导、连接在所述多模干涉波导左侧的多模波导(1)以及连接在所述多模干涉波导右侧的两个传输波导，所述多模波导(1)的左端形成第一端口(20)，每个所述传输波导的右端分别为单模波导，且每个传输波导右端的单模波导处分别形成第二端口，所述多模干涉波导由向下弯曲的第一弧形波导和向上弯曲的第二弧形波导拼接构成，所述多模干涉波导用于在多模干涉时激发生成多个模式，并对所有模式进行相位调控；

模式解复用时，两个不同模阶的TE模同时从所述第一端口(20)入射，经所述多模干涉波导后分别转换为相应的TE0模，两个转换后的TE0模分别从两个所述第二端口出射；

模式复用时，两个TE0模分别从所述两个第二端口入射，经所述多模干涉波导后分别转换为相应的不同模阶的TE模，两个转换后的不同模阶的TE模从所述第一端口(20)出射；

所述第一弧形波导由第二波导(2)、第四波导(4)、第六波导(6)、第八波导(8)、第三波导(3)、第五波导(5)、第七波导(7)、以及第九波导(9)构成，所述第二波导(2)的下沿和所述第三波导(3)的上沿接触，所述第四波导(4)的下沿和所述第五波导(5)的上沿接触，所述第六波导(6)的下沿和所述第七波导(7)的上沿接触，所述第八波导(8)的下沿和所述第九波导(9)的上沿接触，相互接触的上沿和下沿长度相同；

所述第二波导(2)一端连接所述多模波导(1)，另一端顺序连接所述第四波导(4)、所述第六波导(6)、以及所述第八波导(8)，所述第三波导(3)的一端连接所述多模波导(1)，另一端顺序连接所述第五波导(5)、所述第七波导(7)、以及所述第九波导(9)；

所述第二弧形波导由第十波导(10)、第十二波导(12)、第十四波导(14)、第十六波导(16)、第十一波导(11)、第十三波导(13)、第十五波导(15)、以及第十七波导(17)构成，所述第十波导(10)的下沿和所述第十一波导(11)的上沿接触，所述第十二波导(12)的下沿和所述第十三波导(13)的上沿接触，所述第十四波导(14)的下沿和所述第十五波导(15)的上沿接触，所述第十六波导(16)的下沿和所述第十七波导(17)的上沿接触，相互接触的上沿和下沿长度相同；

所述第十波导(10)一端连接所述第八波导(8)，另一端顺序连接所述第十二波导(12)、所述第十四波导(14)、以及所述第十六波导(16)，所述第十一波导(11)的一端连接所述第九波导(9)，另一端顺序连接所述第十三波导(13)、所述第十五波导(15)、以及所述第十七波导(17)，所述第十六波导(16)远离所述第十四波导(14)的一端连接一所述传输波导，所述第十七波导(17)远离所述第十五波导(15)的一端连接另一所述传输波导。

2.根据权利要求1所述的模式复用解复用器，其特征在于，所述第六波导(6)、所述第七波导(7)、以及所述第十五波导(15)的宽度均沿所述多模波导(1)至所述传输波导方向逐渐变宽，用于在多模干涉时激发生成多个模式，并对所有模式进行相位调控；

所述第九波导(9)、所述第十一波导(11)、以及所述第十三波导(13)的宽度均沿所述多模波导(1)至所述传输波导方向逐渐变窄，用于在多模干涉时激发生成多个模式，并对所有模式进行相位调控。

3.根据权利要求1所述的模式复用解复用器，其特征在于，所述第二波导(2)、所述第三波导(3)、所述第四波导(4)、所述第五波导(5)、所述第八波导(8)、所述第十波导(10)、所述第十二波导(12)、所述第十四波导(14)、所述第十六波导(16)、以及所述第十七波导(17)的宽度均沿所述多模波导(1)至所述传输波导方向逐渐变宽，用于在多模干涉时激发生成多个模式，并对所有模式进行相位调控；或

所述第二波导(2)、所述第三波导(3)、所述第四波导(4)、所述第五波导(5)、所述第八波导(8)、所述第十波导(10)、所述第十二波导(12)、所述第十四波导(14)、所述第十六波导(16)、以及所述第十七波导(17)的宽度均沿所述多模波导(1)至所述传输波导方向逐渐变窄，用于在多模干涉时激发生成多个模式，并对所有模式进行相位调控；或

所述第二波导(2)、所述第三波导(3)、所述第四波导(4)、所述第五波导(5)、所述第八波导(8)、所述第十波导(10)、所述第十二波导(12)、所述第十四波导(14)、所述第十六波导(16)、以及所述第十七波导(17)的宽度均沿所述多模波导(1)至所述传输波导方向不变，用于在多模干涉时激发生成多个模式，并对所有模式进行相位调控。

4.根据权利要求1所述的模式复用解复用器，其特征在于，所述多模干涉波导的两侧为类S形边缘线；

所述类S形边缘线由多段连接线顺序连接构成，所述连接线包括直线、弧线以及曲线。

5.根据权利要求1所述的模式复用解复用器，其特征在于，所述多模波导(1)与所述多模干涉波导连接处的宽度相同。

6.一种模式解复用方法，基于权利要求1-5中任一项所述的模式复用解复用器，所述模式解复用方法包括：

两个具有不同模阶的TE模同时自所述第一端口(20)入射后，经所述多模波导(1)传送至所述多模干涉波导，于所述多模干涉波导内分别激发不同的多模群组，并通过多模干涉完成模式转换得到相应的转换后的TE0模，两个转换后的TE0模经分别传送至不同的所述传输波导后，经由相应所述传输波导的所述第二端口出射。

7.根据权利要求6所述的模式解复用方法，其特征在于，模式解复用时，与TE0模对称性相同的TE模在所述多模干涉波导内转换为TE0模并从一所述第二端口出射，与TE0模对称性相反的TE模在所述多模干涉波导内转换为TE0模并从另一所述第二端口出射。

8.一种模式复用方法，基于权利要求1-5中任一项所述的模式复用解复用器，所述模式复用方法包括：

两个TE0模分别同时自两个所述第二端口入射后，经由相应的所述传输波导传送至所述多模干涉波导，于所述多模干涉波导内分别激发不同的多模群组，并通过多模干涉完成模式转换得到相应的转换后的具有不同模阶的TE模，两个转换后的不同模阶的TE模经所述多模干涉波导传送至所述多模波导(1)后，经由所述多模波导(1)的所述第一端口(20)出射。

9.根据权利要求8所述的模式复用方法，其特征在于，模式复用时，TE0模在所述多模干涉波导内转换为与其对称性相同的TE模和/或TE0模在所述多模干涉波导内转换为与其对称性相反的TE模。

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