CN112859240A - 一种基于马赫增德尔干涉仪的可重构模式转换器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于马赫增德尔干涉仪的可重构模式转换器，包括相连接的三阶模式解复用器和三阶模式复用器，三阶模式解复用器和三阶模式复用器均与马赫增德尔干涉仪开关组相连；解复用器用于多模波导的解复用，马赫增德尔开关用于控制模式输出，复用器用于将马赫增德尔开关中的模式复用到多模波导中。该可重构模式转换器为光通信中模式复用技术所遇到的不同模式之间灵活转换的提供了方案，有效解决了光信息网络规模日益增大的所带来器件面积高效利用问题。本器件可高度集成，结构紧凑，可重构性良好，能够在光互联网络应用中发挥重要的作用。

Description

一种基于马赫增德尔干涉仪的可重构模式转换器

技术领域

本发明属于光信息处理技术领域，涉及一种光学信息处理器件，特别涉及一种基于马赫增德尔干涉仪的可重构模式转换器。

背景技术

随着信息时代互联网技术与应用的发展，人们对大容量、高速率数据通信的要求也越来越高。为了适应数据时代的需求，已研究出各种结构的高速光传输方面的波分复用技术。然而，通信容量和通信速率增长速度与日俱增，波分复用技术已经不能满足成倍增长的数据量的需求。因此，研究人员提出了各种其他类型的复用技术来提高通信容量。光的模式作为光传输的另一种维度，和波长类似可以用作光传输的另一种复用形式。模式复用也可以与其他类型的复用兼容，从而以相应量级的模式数提升通讯容量。模式复用技术一般通过在发射端把光信号利用不同的模式状态复用到同一根光纤或者多模波导中，在接收端再将光信号解复用，从而实现降低成本的基础上与其他类型复用技术结合来提升信道容量，大大降低了数据传输速率受通信波长带宽限制的问题。

模式转换器是可重构模式复用技术中最关键的器件之一，片上的模式复用一般包含模式复用器、模式解复用器、模式转换器和多模传输波导,目前模式转换器的主要实现方法有不对称定向耦合器、微环谐振器、马赫增德尔干涉仪和多模干涉耦合器等。

发明内容

本发明的目的是实现一种基于马赫增德尔干涉仪的可重构模式转换器，以解决光信息网络规模日益增大的所带来器件面积高效利用问题，期望在光互联网络实际应用中发挥重要的作用。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于马赫增德尔干涉仪的可重构模式转换器，包括相连接的三阶模式解复用器和三阶模式复用器，三阶模式解复用器和三阶模式复用器均与马赫增德尔干涉仪开关组相连接；

所述的马赫增德尔干涉仪开关组包括数量为奇数的依次串联的多个马赫增德尔开关，相邻的马赫增德尔开关通过具有TEO波导宽度的直波导相连，位于两端的两个马赫增德尔开关还分别连接有一根具有TEO波导宽度的直波导，每个马赫增德尔开关上均连接有两根L型波导；

三阶模式解复用器和三阶模式复用器均包括多个U形的耦合波导以及由宽度不同的直波导按宽度逐渐减小的顺序依次连接而成的直波导的组合，该组合中直波导的数量与耦合波导的数量相同，且三阶模式解复用器中耦合波导的数量与三阶模式复用器中耦合波导的数量之和等于马赫增德尔开关的数量加1；三阶模式解复用器中宽度最小的直波导与三阶模式复用器宽度最小的直波导相连。

本发明模式转换器采取与传统波分复用类似的原理，将波导中不同的模式进行复用与解复用，将马赫增德尔干涉仪利用到器件中来实现不同模式之间的交换，器件具有良好的可重构性，增加或者减少马赫增德尔干涉仪开关组中光开关的数量和相应复用/解复用器中多模波导的数量，就可将模式转换器的可转换模式的数量增减至所需的阶数，实现光通信中模式复用技术所遇到的不同模式之间的灵活转换。

本发明可重构模式转换器具有如下优点：

1）利用光信号独立传播互不影响的原理，实现大容量信号处理，器件制作工艺与传统CMOS工艺兼容，器件可高度集成，结构紧凑，可重构性好，能够在光互联网络应用中发挥重要的作用。

2）所有马赫增德尔开关都是独立控制，将输入模式转化为所需的模式只需同时设定开关状态即可，开关的延迟互不影响，信号以光的形式输出，整个器件信号处理速度远高于电路信号。

3）在结构重构方面，既能解决同阶模式传输的问题，也能解决不同阶模式转换的问题，只需简单扩展重构，便可以实现更高阶模式的转换，此器件可以提高片上光互连网络数据通信交换灵活度和片上网络资源的重复利用性。

4）在模式转换灵活性方面，复杂的光互连网络利用不同阶模式在多模波导中传输不同的信号，在涉及到多个模式之间需要信息交换时就需要进行模式转换，并且可以根据我们的需求选择是否转换。

5）在波长选择性方面，可实现多波长的模式转换，此器件可以将输入端接收到的任意波长、任意阶数的模式的光信号在输出端转换为所需要的模式，且将定向耦合器部分以微环的结构代替即可实现具有波长选择性的模式转换器。

附图说明

图1是本发明模式转换器的示意图。

图2是本发明模式转换器中三阶模式解复用器的结构示意图。

图3是本发明模式转换器中马赫曾德尔干涉仪开关组的示意图。

图4是本发明模式转换器中马赫曾德尔干涉仪开关的示意图。

图5是本发明模式转换器中三阶模式复用器的示意图。

图6是硅基热光调制直波导的横截面示意图。

图7是硅基电光调制直波导的横截面示意图。

图8是本发明模式转换器的原理图。

图中：1.三阶模式解复用器，2.马赫增德尔干涉仪开关组，3.三阶模式复用器，4.第一多模干涉耦合器，5.第二多模干涉耦合器，6.第一开关端口，7.第二开关端口，8.第三开关端口，9.第四开关端口，10.第一弯曲波导，11.第二弯曲波导；

1-1.第一直波导，1-2.第二直波导，1-3.第三直波导，1-4.第一耦合波导，1-5.第二耦合波导，1-6.第三耦合波导，2-1.第一马赫增德尔开关，2-2.第二马赫增德尔开关，2-3.第三马赫增德尔开关，2-4.第四马赫增德尔开关，2-5.第五马赫增德尔开关，2-6.第四直波导，2-7.第五直波导，2-8.第六直波导，2-9.第七直波导，2-10.第八直波导，2-11.第九直波导，2-12.第一L型波导，2-13.第二L型波导，2-14.第三L型波导，2-15.第四L型波导，2-16.第五L型波导，2-17.第六L型波导，2-18.第七L型波导，2-19.第八L型波导，2-20.第九L型波导，2-21.第十L型波导，3-1.第十直波导，3-2.第十一直波导，3-3.第十二直波导，3-4.第四耦合波导，3-5.第五耦合波导，3-6.第六耦合波导。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明可重构模式转换器，包括相连接的三阶模式解复用器1和三阶模式复用器3，三阶模式解复用器1和三阶模式复用器3均与马赫增德尔干涉仪开关组2相连接。

如图2，本发明可重构模式转换器中的三阶模式解复用器1，包括U形的第一耦合波导1-4、U形的第二耦合波导1-5、U形的第三耦合波导1-6以及通过绝热锥依次相连接的第一直波导1-1、第二直波导1-2和第三直波导1-3，第一直波导1-1的宽度大于第二直波导1-2的宽度，第二直波导1-2的宽度大于第三直波导1-3的宽度；第一直波导1-1的宽度、第一耦合波导1-4的宽度、第二耦合波导1-5的宽度和第三耦合波导1-6的宽度均为基模波导宽度，第二直波导1-2的宽度为一阶模波导宽度，第三直波导1-3的宽度为二阶模波导宽度。

第一耦合波导1-4中的水平直波导段与第一直波导1-1平行耦合，第二耦合波导1-5中的水平直波导段与第二直波导1-2平行耦合，第三耦合波导1-6中的水平直波导段与第三直波导1-3平行耦合；第一耦合波导1-4中的竖直直波导段、第二耦合波导1-5中的竖直直波导段和第三耦合波导1-6中的竖直直波导段均与马赫增德尔干涉仪开关组2相连接。第三直波导1-3的另一端与三阶模式复用器3相连接。

如图3，本发明可重构模式转换器中的马赫增德尔干涉仪开关组2，包括依次串联的第一马赫增德尔开关2-1、第二马赫增德尔开关2-2、第三马赫增德尔开关2-3、第四马赫增德尔开关2-4和第五马赫增德尔开关2-5。第一马赫增德尔开关2-1、第二马赫增德尔开关2-2、第三马赫增德尔开关2-3、第四马赫增德尔开关2-4和第五马赫增德尔开关2-5的结构参数都相同，以第一马赫增德尔开关2-1为例进行说明。第一马赫增德尔开关2-1如图4所示，包括并排设置第一多模干涉耦合器4和第二多模干涉耦合器5，第一多模干涉耦合器4和第二多模干涉耦合器5通过并排设置的第一弯曲波导10和第二弯曲波导11相连接，第一弯曲波导10中部的水平直波导上设有加热电极，第一多模干涉耦合器4的另一侧设有第一开关端口4和第二开关端口7，第二多模耦合器5的另一侧设有第三开关端口8和第四开关端口9。

第一马赫增德尔开关2-1的第一开关端口4与第四直波导2-6相连，第一马赫增德尔开关2-1的第二开关端口7与第一L型波导2-12相连，第一马赫增德尔开关2-1的第四开关端口9与第二L型波导2-13相连，第一马赫增德尔开关2-1的第三开关端口8通过第五直波导2-7与第二马赫增德尔开关2-2的第一开关端口相连，第二马赫增德尔开关2-2的第二开关端口与第三L型波导2-14相连，第二马赫增德尔开关2-2的第四开关端口与第四L型波导2-15相连，第二马赫增德尔开关2-2的第三开关端口通过第六直波导2-8与第三马赫增德尔开关2-3的第一开关端口相连，第三马赫增德尔开关2-3的第二开关端口与第五L型波导2-16相连，第三马赫增德尔开关2-3的第四开关端口与第六L型波导2-17相连，第三马赫增德尔开关2-3的第三开关端口通过第七直波导2-9与第四马赫增德尔开关2-4相连的第一开关端口相连，第四马赫增德尔开关2-4的第二开关端口与第七L型波导2-18相连，第四马赫增德尔开关2-4的第四开关端口与第八L型波导2-19相连，第四马赫增德尔开关2-4的第三开关端口通过第八直波导2-10与第五马赫增德尔开关2-5的第一开关端口相连，第五马赫增德尔开关2-5的第二开关端口与第九L型波导2-20相连，第五马赫增德尔开关2-5的第四开关端口与第十L型波导2-21相连，第五马赫增德尔开关2-5的第三开关端口与第九直波导2-11相连；

马赫增德尔干涉仪开关组2中所有波导的宽度均为TEO波导宽度。热调谐调节开关的直通或交叉状态实现传导信号的功能。

如图5所示，本发明可重构模式转换器中的三阶模式复用器3，包括U形的第四耦合波导3-4、U形的第五耦合波导3-5、U形的第六耦合波导3-6以及依次相连的第十直波导3-1、第十一直波导3-2和第十二直波导3-3，第十直波导3-1和第十一直波导3-2通过绝热锥相连，第十一直波导3-2和第十二直波导3-3通过绝热锥相连，第十一直波导3-2的宽度大于第十直波导3-1的宽度，第十二直波导3-3的宽度大于第十一直波导3-2的宽度；第十直波导3-1的另一端与第三直波导1-3相连，第十直波导3-1的宽度与第三直波导1-3的宽度相同；第四耦合波导3-4中的水平直波导段与第十直波导3-1耦合，第五耦合波导3-5中的水平直波导段与第十一直波导3-2耦合，第六耦合波导3-6中的水平直波导段与第十二直波导3-3耦合。

第一耦合波导1-4中朝向第二耦合波导1-5的竖直波导与第一L型波导2-12相连，第一耦合波导1-4中远离第二耦合波导1-5的竖直波导自由；第二耦合波导1-5中朝向第一耦合波导1-4的竖直波导与第二L型波导2-13相连，第二耦合波导1-5中朝向第三耦合波导1-6的竖直波导与第三L型波导2-14相连，第三耦合波导1-6中朝向第二耦合波导1-5的竖直波导与第四L型波导2-15相连，第三耦合波导1-6中远离第二耦合波导1-5的竖直波导与第五L型波导2-16相连。

第四耦合波导3-4远离第五耦合波导3-5的竖直波导与第六L型波导2-17相连，第四耦合波导3-4 朝向第五耦合波导3-5的竖直波导与第七L型波导2-18相连，第五耦合波导3-5朝向第四耦合波导3-4的竖直波导与第八L型波导2-19相连，第五耦合波导3-5朝向第六耦合波导3-6的竖直波导与第九L型波导2-20相连，第六耦合波导3-6朝向第五耦合波导3-5的竖直波导与第十L型波导2-21相连，第六耦合波导3-6远离第五耦合波导3-5的竖直波导自由。

第十直波导3-1为TEO的波导宽度，第十一直波导3-2为TE1的波导宽度，第十二直波导3-3为TE2的波导宽度。第四耦合波导3-4的宽度、第五耦合波导3-5的宽度和第六耦合波导3-6的宽度均为基模波导宽度。

本发明可重构模式转换器中所有的波导均用硅基纳米线波导制作，五个马赫增德尔开关之间所用波导和所有耦合波导宽度均为TEO波导宽度；第一直波导1-1和第十二直波导3-3的宽度为TE2宽度，第二直波导1-2和第十一直波导3-2的宽度为TE1宽度，第三直波导1-3和第十直波导宽度3-1的为TEO宽度。三阶模式解复用器1和三阶模式复用3器中用绝热锥连接宽度不同的两根波导的梯形波导区域，绝热锥足够长且宽度线性变化，能保证不同模式在波导中传播不会发生模式转换，减少模式间串扰。

本发明模式转换器中所有的马赫增德尔干涉仪均为热电极调制控制开关输出状态，器件的制备采用绝缘体上的硅（Silicon-On-Insulator，SOI）材料制备。模式转换所用到的复用器和解复用器可以通过定向耦合器或者微环谐振器这两种结构实现，以定向耦合器实现的解复用器可以将输入端接收到的任意波长、任意阶数的模式的光信号在输出端转换为所需要的模式，而将定向耦合器部分以微环的结构代替即可实现具有波长选择性的模式转换器。

本发明模式转换器的调谐电极可采用热调机构或电调制机构。硅基热光调制的马赫增德尔开关的热电极或者直波导的横截面如图6所示，衬底为Si，衬底Si上生长一层SiO₂，Si波导芯区和调谐电极都在SiO₂层区域。Si波导宽度为W，Si波导高度为H；Si波导与调谐电极距离为dSiO₂；图7所示为硅基电光调制的Si波导的横截面结构。

本发明可重构模式转换器的基本原理图，如图8所示。从解复用器A端口输入任意一种模式TEO、TE1和TE2的连续信号光，不同的模式的光信号由于满足不同的耦合条件（即有效折射率匹配条件Neff1=Neff2，同模式的光的有效折射率不同，定向耦合器两波导中光模式的有效折射率相同时光会发生耦合，否则不发生耦合）会在不同的定向耦合器中解复用，通过解复用器中的定向耦合器进入上方马赫增德尔开关组控制传输，结果使信号通过解复用器中的定向耦合器解复用并从B端口输出。以A端输入TE1，B端输出TE2为例说明：TE1从A端口进入并向右方传输，经过第一直波导1-1和绝热锥传输至第二直波导1-2的定向耦合器部分，满足TE2与TEO的耦合条件耦合进入第二耦合波导1-5，TE2此时转化为TEO在上方马赫增德尔开关组中传输，控制开关状态使光场依次通过第六直波导2-8、第三马赫增德尔开关2-3、第七直波导2-9、第四马赫增德尔开关2-4、第八直波导2-10、第五马赫增德尔开关2-5和第十L型波导2-21，再经过第六耦合波导3-6的定向耦合器部分，满足TEO与TE2的耦合条件进入第十二直波导3-3，TEO转化为TE2从波导B端口输出。

只需要增加或者减少马赫增德尔干涉仪开关组中光开关的数量和相应模式复用/解复用器中多模波导的数量，就可将本发明模式转换器的可转换模式的数量增减至所需的阶数。如将图1中A、B两端口两边去掉一段绝热锥和三阶模波导，对应将上方马赫增德尔开关、开关上端口连接的直波导、L型波导和耦合波导去掉即为二阶模的模式转换器。将A、B两端口分别向两边拓展，两边增添一段绝热锥和三阶模波导，对应将上方马赫增德尔开关、开关上端口连接的直波导、L型波导和耦合波导向两边延伸重构即可实现三阶模的模式转换器。

本发明可重构模式转换器中的三阶模式解复用器用于多模波导的解复用，马赫增德尔开关组用于控制模式输出，三阶模式复用器用于将马赫增德尔开关中的模式复用到多模波导中。

Claims (4)

1.一种基于马赫增德尔干涉仪的可重构模式转换器，其特征在于，包括相连接的三阶模式解复用器（1）和三阶模式复用器（3），三阶模式解复用器（1）和三阶模式复用器（3）均与马赫增德尔干涉仪开关组（2）相连接；

所述的马赫增德尔干涉仪开关组（2）包括数量为奇数的依次串联的多个马赫增德尔开关，相邻的马赫增德尔开关通过具有TEO波导宽度的直波导相连，位于两端的两个马赫增德尔开关还分别连接有一根具有TEO波导宽度的直波导，每个马赫增德尔开关上均连接有两根L型波导；

三阶模式解复用器（1）和三阶模式复用器（3）均包括多个U形的耦合波导以及由宽度不同的直波导按宽度逐渐减小的顺序依次连接而成的直波导的组合，该组合中直波导的数量与耦合波导的数量相同，且三阶模式解复用器（1）中耦合波导的数量与三阶模式复用器（3）中耦合波导的数量之和等于马赫增德尔开关的数量加1；三阶模式解复用器（1）中宽度最小的直波导与三阶模式复用器（3）宽度最小的直波导相连。

2.如权利要求1所述的基于马赫增德尔干涉仪的可重构模式转换器，其特征在于，所述的马赫增德尔干涉仪开关组（2）包括结构参数都相同的依次串联的第一马赫增德尔开关（2-1）、第二马赫增德尔开关（2-2）、第三马赫增德尔开关（2-3）、第四马赫增德尔开关（2-4）和第五马赫增德尔开关（2-5）；马赫增德尔开关包括并排设置的第一多模干涉耦合器（4）和第二多模干涉耦合器（5），第一多模干涉耦合器（4）和第二多模干涉耦合器（5）通过并排设置的第一弯曲波导（10）和第二弯曲波导（11）相连接，第一弯曲波导（10）中部的水平直波导上设有加热电极，第一多模干涉耦合器（4）的另一侧设有第一开关端口（4）和第二开关端口（7），第二多模耦合器（5）的另一侧设有第三开关端口（8）和第四开关端口（9）；

第一马赫增德尔开关（2-1）的第一开关端口（4）与第四直波导（2-6）相连，第一马赫增德尔开关（2-1）的第二开关端口（7）与第一L型波导（2-12）相连，第一马赫增德尔开关（2-1）的第四开关端口（9）与第二L型波导（2-13）相连，第一马赫增德尔开关（2-1）的第三开关端口（8）通过第五直波导（2-7）与第二马赫增德尔开关（2-2）的第一开关端口相连，第二马赫增德尔开关（2-2）的第二开关端口与第三L型波导（2-14）相连，第二马赫增德尔开关（2-2）的第四开关端口与第四L型波导（2-15）相连，第二马赫增德尔开关（2-2）的第三开关端口通过第六直波导（2-8）与第三马赫增德尔开关（2-3）的第一开关端口相连，第三马赫增德尔开关（2-3）的第二开关端口与第五L型波导（2-16）相连，第三马赫增德尔开关（2-3）的第四开关端口与第六L型波导（2-17）相连，第三马赫增德尔开关（2-3）的第三开关端口通过第七直波导（2-9）与第四马赫增德尔开关（2-4）相连的第一开关端口相连，第四马赫增德尔开关（2-4）的第二开关端口与第七L型波导（2-18）相连，第四马赫增德尔开关（2-4）的第四开关端口与第八L型波导（2-19）相连，第四马赫增德尔开关（2-4）的第三开关端口通过第八直波导（2-10）与第五马赫增德尔开关（2-5）的第一开关端口相连，第五马赫增德尔开关（2-5）的第二开关端口与第九L型波导（2-20）相连，第五马赫增德尔开关（2-5）的第四开关端口与第十L型波导（2-21）相连，第五马赫增德尔开关（2-5）的第三开关端口与第九直波导（2-11）相连；

第一马赫增德尔开关（2-1）和第二马赫增德尔开关（2-2）均与三阶模式解复用器（1）相连，第三马赫增德尔开关（2-3）分别与三阶模式解复用器（1）和三阶模式复用器（3）相连，第四马赫增德尔开关（2-4）和第五马赫增德尔开关（2-5）均与三阶模式复用器（3）相连。

3.如权利要求2所述的基于马赫增德尔干涉仪的可重构模式转换器，其特征在于，所述的三阶模式解复用器（1）包括U形的第一耦合波导（1-4）、U形的第二耦合波导（1-5）、U形的第三耦合波导（1-6）以及通过绝热锥依次相连接的第一直波导（1-1）、第二直波导（1-2）和第三直波导（1-3），第一直波导（1-1）的宽度大于第二直波导（1-2）的宽度，第二直波导（1-2）的宽度大于第三直波导（1-3）的宽度；第一直波导（1-1）的宽度、第一耦合波导（1-4）的宽度、第二耦合波导（1-5）的宽度和第三耦合波导（1-6）的宽度均为基模波导宽度，第二直波导（1-2）的宽度为一阶模波导宽度，第三直波导（1-3）的宽度为二阶模波导宽度；

第一耦合波导（1-4）中的水平直波导段与第一直波导（1-1）平行耦合，第二耦合波导（1-5）中的水平直波导段与第二直波导（1-2）平行耦合，第三耦合波导（1-6）中的水平直波导段与第三直波导（1-3）平行耦合；第一耦合波导（1-4）中朝向第二耦合波导（1-5）的竖直波导与第一L型波导（2-12）相连；第二耦合波导（1-5中）朝向第一耦合波导（1-4）的竖直波导与第二L型波导（2-13）相连，第二耦合波导（1-5）中朝向第三耦合波导（1-6）的竖直波导与第三L型波导（2-14）相连，第三耦合波导（1-6）中朝向第二耦合波导（1-5）的竖直波导与第四L型波导（2-15）相连，第三耦合波导（1-6）中远离第二耦合波导（1-5）的竖直波导与第五L型波导（2-16）相连；

所述的三阶模式复用器（3）包括U形的第四耦合波导（3-4）、U形的第五耦合波导（3-5）、U形的第六耦合波导（3-6）以及依次相连的第十直波导（3-1）、第十一直波导（3-2）和第十二直波导（3-3），第十直波导（3-1）和第十一直波导（3-2）通过绝热锥相连，第十一直波导（3-2）和第十二直波导（3-3）通过绝热锥相连，第十一直波导（3-2）的宽度大于第十直波导（3-1）的宽度，第十二直波导（3-3）的宽度大于第十一直波导（3-2）的宽度；第十直波导（3-1）的另一端与第三直波导（1-3）相连，第十直波导（3-1）的宽度与第三直波导（1-3）的宽度相同；第四耦合波导（3-4）中的水平直波导段与第十直波导（3-1）耦合，第五耦合波导（3-5）中的水平直波导段与第十一直波导（3-2）耦合，第六耦合波导（3-6）中的水平直波导段与第十二直波导（3-3）耦合；

第四耦合波导（3-4）远离第五耦合波导（3-5）的竖直波导与第六L型波导（2-17）相连，第四耦合波导（3-4）朝向第五耦合波导（3-5）的竖直波导与第七L型波导（2-18）相连，第五耦合波导（3-5）朝向第四耦合波导（3-4）的竖直波导与第八L型波导（2-19）相连，第五耦合波导（3-5）朝向第六耦合波导（3-6）的竖直波导与第九L型波导（2-20）相连，第六耦合波导（3-6）朝向第五耦合波导（3-5）的竖直波导与第十L型波导（2-21）相连；

第三直波导（1-3）与第十直波导（3-1）相连。

4.如权利要求3所述的基于马赫增德尔干涉仪的可重构模式转换器，其特征在于，所述的第十直波导（3-1）的宽度为TEO的波导宽度，第十一直波导（3-2）的宽度为TE1的波导宽度，第十二直波导（3-3）的宽度为TE2的波导宽度；第四耦合波导（3-4）的宽度、第五耦合波导（3-5）的宽度和第六耦合波导（3-6）的宽度均为基模波导宽度。

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