CN113391395A - 一种基于贝塞尔曲线渐变型波导的紧凑片上偏振分束旋转器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于贝塞尔曲线渐变型波导的紧凑片上偏振分束旋转器。该贝塞尔曲线渐变型波导结构是基于标准的SOI晶圆结构，包括：底层埋氧化物(SiO₂)的衬底，其上由硅波导组成，其中包括普通输出波导和包含贝塞尔曲线边界的特殊结构波导。普通波导结构是由长方体波导构成，特殊结构的波导由输入、输出、宽度渐变的波导(贝塞尔曲线渐变型结构)及耦合区域共同构成，其中渐变波导的宽度由三阶贝塞尔曲线确定，耦合区域由两非对称型波导区域组成。本发明实现了在较宽的工作波段内，对两种输入偏振光TE₀和TM₀实现偏振分束旋转，拥有较低的插入损耗，较高的偏振转换效率和串扰，与同类器件相比最优。

Description

一种基于贝塞尔曲线渐变型波导的紧凑片上偏振分束旋转器

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，特别涉及一种片上偏振旋转分束器。

背景技术

基于绝缘体上硅(Silicononinsulator,SOI)平台的光子集成回路(PhotonicIntegratedCircuits,PIC)近年来发展迅速。除其具备大规模、高密度，高带宽、低功耗的特性外，主要的原因是其兼容互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor,CMOS)制造工艺。但是由于CMOS工艺与材料本身的特性，导致SOI器件存在很高的双折射，因而使不同偏振模式在回路中产生不同的响应，其产生的偏振模色散和损耗会极大地劣化系统性能。单模硅纳米光子波导通常具有高达～0.7的双折射，导致硅光子器件通常对偏振敏感。因此需要对输入不同的偏振态做预处理，实现整个回路摆脱偏振依赖性，即偏振透明。因此，能够实现偏振分集的偏振分束旋转器(PolarizationSplitter-Rotator,PSR)在PIC中有巨大的应用前景。

由于制造工艺的限制，SOI波导的宽度普遍大于波导高度，TE₀模式与TM₀模式之间有效折射率差较大，因此，当前PSR一般由利用高阶模辅助完成偏振模的转换，其结构由TM₀-TE₁偏振旋转器和TE₁-TE₀模式转换器两部分级联组成。当前报道的硅基集成PSR大多数采用了锥形或锥脊型波导结构实现TM₀-TE₁模式转换，其原理是利用波导截面上的折射率非对称分布，通过在特定波导宽度区间下TM₀模式与TE高阶模之间的模式杂化，达成模式转换以及偏振旋转的目的。设计过程中基于锥形或锥脊型波导的TM₀-TE₁模式转换器对于波导渐变的斜率存在较高的要求，通常需要其斜率足够低以实现模式的高效耦合、能量的完全转移，这也意味着该类锥形或锥脊型波导的侧边斜率较小，对应波导长度较长，所占用面积较多。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术为实现模式的高效耦合、能量的完全转移，波导长度较长，所占用面积较多的问题。

为了实现以上目的，本发明提出以下方案：

一种基于贝塞尔曲线渐变型波导的紧凑片上偏振分束旋转器，包括衬底，所述衬底的表面设置有波导结构；所述波导结构包括相互平行的普通输出波导和特殊结构波导，两者以空气间隙W_gap为媒介隔开；所述普通输出波导结构为长方体，记输入到输出的方向为+Z方向，则所述特殊结构波导由沿+Z方向依次前后级联的输入引导区域、贝塞尔曲线渐变型区域、不对称定向耦合区域及输出引导区域组成；所述普通输出波导在+Z方向上对应于不对称定向耦合区域及输出引导区域。

可选地，所述衬底的材料为二氧化硅。

可选地，所述输入引导区域、贝塞尔曲线渐变型区域、不对称定向耦合区域及输出引导区域均由硅制成。

可选地，所述衬底的厚度为2μm，所述普通输出波导和特殊结构波导的厚度分别为220nm。

可选地，所述贝塞尔曲线型渐变区域的宽度沿+Z方向逐渐变宽，其外轮廓形状由三阶贝赛尔曲线定义。

可选地，记所述贝塞尔曲线型渐变区域的长度为L_tp，确定外轮廓的三阶贝塞尔曲线的极点分别位于该区域波导的前端点、P₂、P₃及后端点处，其中P₂点位置在+X方向位置上与所述后端点相同，+Z方向上位于L_tp的1/3位置，P₃点位置在+X方向位置上与所述前端点相同，+Z方向上位于L_tp的2/3位置。

可选地，所述输出引导区域的宽度沿+Z方向呈线性递减。

可选地，所述输入引导区域的宽度记为W₁，与输出引导区域的最末端宽度相等；所述不对称定向耦合区域的宽度记为W₂，即所述贝塞尔曲线型渐变区域的前端宽度为W₁、后端宽度为W₂，所述特殊结构波导整体的宽度由W₁增大至W₂、再由W₂减小至W₁。

可选地，所述普通输出波导的宽度记为W₃，W₃小于W₁。

可选地，W₁＝0.5μm，W₂＝0.86μm，W₃＝0.425μm，L_tp＝34μm，L_dc＝18μm，W_gap＝0.1μm。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

在本发明中，基于标准的SOI晶元结构，底层埋氧化物(BOX，SiO₂)，顶层是由普通长方形波导和特殊波导结构构成。特殊波导结构中的贝塞尔曲线渐变型区域和不对称定向耦合区域共同完成了偏振旋转分束的功能，在光纤通信C+L+U波段内实现了高效的偏振旋转分束能力。对其结构参数进行了优化，从而得到在200nm(1500nm—1700nm)带宽范围内，对于两种偏振光TE₀和TM₀实现偏振分束旋转功能，当入射TE₀基模时，损耗IL<0.05dB，模式能量从直通端口输出，同时具有高的偏振消光比(PER>20dB)，当入射TM₀基模时，模式能量从交叉端口输出，偏振转换效率高于96％(IL<0.15dB)的同时具有高偏振消光比(PER>20dB)。误差分析表明在±20nm的波导宽高误差下转换效率仅下降0.35dB，保证了器件制造的良品率。其中贝塞尔曲线型渐变波导的应用将耦合长度降低至52μm，属于单层刻蚀SOI渐变波导，属于已有偏振分束旋转器中的较高水平。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明一个实施例的基于贝塞尔渐变型波导的片上偏振旋转分束器的结构示意图；其中，上图是三维结构视图，下图是俯视图。

图2是本发明一个实施例基于贝塞尔曲线渐变型结构的特定几何参数下在1550nm波长时本征模式有效折射率随矩形硅波导宽度的变化曲线；

图3是本发明一个实施例基于贝塞尔曲线渐变型结构在特定几何参数下，输入端输入波长为1550nm的TM₀模式和TE₀模式时，当满足TM₀-TE₁模式转换器转换效率高于-0.1dB时，模式转换器长度L_tp与贝赛尔曲线控制点位置因数f₂，f₃之间的对应关系；

图4是本发明一个实施例提供的在特定几何参数下，定向耦合器在不同空气孔间隙W_gap下耦合效率随耦合器长度L_DC变化的曲线；

图5是本发明一个实施例提供的当入射光波长为1550nm时输入TM₀模式、TE0模式时xoz平面内的磁场分布图；

图6(a)是本发明提供的输入不同偏振模式时各端口输出TE₀模与TM₀模的透射率光谱；

图6(b)是本发明提供的输入不同偏振模式时分别对于两正交基模的转换效率；

图7(a)是本发明提供的两正交基模插入损耗以及偏振转换效率随+Z方向宽度ΔW_tp的误差变化曲线；

图7(b)是本发明提供的两正交基模插入损耗以及偏振转换效率随模式耦合区域宽度ΔW_DC的误差变化曲线；

图7(c)是本发明提供的两正交基模插入损耗以及偏振转换效率随SOI晶圆厚度Δh的误差变化曲线。

附图标记：1-衬底；2-普通输出引导波导；3-特殊结构引导波导；4-特殊波导结构的输入引导区域；5-特殊波导结构的贝塞尔曲线渐变型区域；6-特殊波导结构的不对称定向耦合区域；7-输出引导区域。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

图1是本发明提供的基于贝塞尔渐变型波导的片上偏振旋转分束器结构示意图。参见图1，该贝塞尔渐变型波导包括：氧化物衬底1，衬底1由二氧化硅组成；在衬底1的顶部设置有两段不同结构硅波导，即普通波导结构2和特殊波导结构3；所述特殊结构波导结构包括：输入区域4和贝塞尔曲线渐变型区域5、定向耦合区域6及输出引导区域7构成的偏振旋转分束器结构，其中衬底1上的波导均由硅材料构成。

需要说明的是，基于一般级联结构使得PSR结构尺寸较大，导致制造成本增加。故而本文提出了一种基于模式演化原理的新型超宽带PSR，可将输入光信号TE₀与TM₀分开，并将TM₀模式先间接转换为TE₁模式，再转换为TE₀输出的一种有效方案。实现在分别保留两个正交偏振信号所携带信息的同时，线路中只存在一个偏振态，避免了偏振相关色散及偏振相关损耗，因此，该器件在光子集成回路，偏分复用相干光通信，量子通信中存在广泛的应用，为未来光子器件微型化提供参考。

在以往报道的基于SOI平台、模式演化原理的PSR器件中，普遍采用多段不同斜率的锥形波导拼接形成模式转化器，在模式杂化剧烈的宽度区间内使用较小的斜率，在模式杂化不明显的宽度区间使用较大的斜率，从而缩小器件的尺寸。另一方面增加锥形区段所带来的收益存在边界效应，随着结构逐渐复杂收益也不断降低。

本发明中，提出了一种包含的贝塞尔曲线渐变结构以及定向耦合器构成的偏振旋转分束器，其中渐变区域是基于贝塞尔曲线来实现宽度渐变的。贝塞尔曲线的斜率连续变换特性缩小了器件的尺寸，配合耦合效率较高的非对称定向耦合器进一步提高了偏振旋转分束器的集成度，相比多斜率锥形波导更简洁，可以通过单步刻蚀来制造，具备较高的实用价值。

本发明实施例可将输入光信号TE₀与TM₀分开，并在特定波导结构区域将TM₀模式转换为TE₁模式，在特定耦合区域将TE₁模式转换为TE₀模式输出。贝塞尔曲线渐变型波导的紧凑片上偏振旋转分束器结构包括：二氧化硅衬底，普通输出波导和特殊结构波导，特殊波导的结构包括输入、输出、贝塞尔曲线渐变型及不对称偏振耦合等区域组成；贝塞尔曲线渐变型波导与不对称定向耦合器构成的偏振模耦合区域，可将TM₀模式转化为TE₀模式并进行分束输出。

进一步地，所述贝塞尔曲线渐变型结构包括：以空气为介质，所述衬底由二氧化硅组成，其在1550nm波长下二氧化硅的折射率为n_SiO2＝1.445。

进一步地，所述贝塞尔曲线渐变型区域宽度沿Z方向逐渐变宽，而其外轮廓形状由三阶贝赛尔曲线定义，所用材料也是硅。

进一步地，所述不对称定向耦合区域两波导结构间以空气间隙为媒介隔开，两者均以硅制成，在1550nm波长下硅的折射率为n_Si＝3.455；所述输入引导区域和输出引导区域之间以空气隔开。

进一步地，所述基于标准的SOI晶元结构中硅层厚度为220nm，底层埋氧化物(BOX，SiO₂)厚度为2μm。

进一步地，所述输入引导波导以及输出引导波导，左侧交叉端波导的宽度为W₃，右侧特殊结构波导的宽度由W₁变至W₂，再由W₂变至W₁的宽度。

进一步地，贝塞尔曲线渐变型波导的外轮廓形状由三阶贝塞尔曲线定义，控制曲线形状的中间端点为别为P₁、P₂，波导长度为L_tp，贝塞尔曲线渐变型波导前端与后端宽度分别为W₁与W₂。

进一步地，不对称定向耦合器由两波导组成，左侧交叉端波导的宽度为W₃，右侧输入端的宽度为W₁，波导间隙为W_gap，波导耦合区长度为L_DC，

需要说明的是，图1在本发明中，贝塞尔曲线渐变型波导结构是基于标准的SOI晶元结构，其参数分别设置为W₁＝0.5μm，W₂＝0.86μm，W₃＝0.425μm，L_tp＝34μm，L_dc＝18μm，W_gap＝0.1μm。在以上参数设置下，该超宽带片上偏振旋转分束器可实现覆盖1500-1700nm的较宽工作波段内，对两种输入偏振光TE₀和TM₀，其插入损耗均较低，偏振转换效率和串扰较优。公差分析表明该偏振分束-旋转器在高带宽的同时具备鲁棒性。

图1为所设计的PSR的结构，其中包括贝塞尔曲线渐变型TM₀-TE₁模式转换器以及非对称定向耦合器结构的模式分束器。两部分长度分别为Ltp以及L_DC，从TM₀-TE₁模式转换器的输入端(W₁)到输出端(W₂)，从俯视图看条形波导一侧呈贝塞尔曲线形状，其斜率受贝塞尔曲线的控制点P₁，P₂位置的控制，沿光传输的方向该段波导由仅支持正交基模的单模波导变为支持高阶模式的多模波导，这个过程中输入端(W₁)输入的TM₀模式将耦合为输出端(W₂)上的TE₁模式，贝塞尔曲线的控制点P₁，P₂的位置配合模式转换器的长度L_tp将被优化以达到最高的耦合效率。之后的部分为模式分束/定向耦合器，通过平行放置在左侧的窄的长方体波导(宽度为W₃)，与右侧特殊结构波导的后半部分(宽度为W₂部分)形成非对称定向耦合器结构，通过控制窄波导宽度W₃形成TE₁-TE₀的相位匹配，由此通过模式耦合转移输出端上的TE₁模式的能量，实现宽波导内TE₁与TE₀模式间的分束，并最终将输入端上的TM₀模式转换为模式耦合区域的输出端TE₀模式。另一方面，输入端的TE₀模式由于相位失配将不会转换为其他模式，而基于同样的原因在定向耦合器结构上的TE₀模式也不会发生能量的耦合并沿+Z方向通过耦合区域并输出，从而实现偏振分束旋转的功能。宽波导的耦合区域末端输出端口的宽度逐渐变小，末端恢复为与输入端相等的W₁＝0.5μm，恢复为单模波导从而便于与其他器件的连接。

图2是1550nm波长下本征模式有效折射率随矩形硅波导宽度的变化曲线。可见在波导宽度小于0.67μm时，准TM₀模的有效折射率高于准TE₁模，在波导宽度大于0.67μm时，准TE1的有效折射率高于准TM₀模，TE₁模式与TM₀模式在0.67μm波导宽度附近存在强烈的模式杂化。图2中红点表示模式杂化的起止范围，在渐变波导中该类模式杂化会导致模式转换，如波导中传输的TM₀模式将转换为TE₁模式。值得注意的是模式转换过程需要配合合适的耦合长度才可以起效，要兼顾较短的耦合长度和高转换效率就应在模式混杂效应较强(黑色椭圆区域)的区域使得更多的TM₀模式的能量转换为TE₁模式，这就意味着高效的TM₀-TE₁模式转换器将更多的利用该宽度区间，从而在此区间内分配更多的耦合长度，也就是使这个区间内的波导宽度变换相比其他区间更加平缓。

图3是本发明提供的一种基于贝塞尔曲线渐变型结构的特定几何参数下，在输入端输入波长为1550nm的TM₀模式和TE₀模式时，当满足TM₀-TE₁模式转换器转换效率高于-0.1dB时，模式转换器长度L_tp与贝赛尔曲线控制点位置因素f₂，f₃之间的对应关系；可以看出当X₂、X₃趋近于输入端时，高转换效率所需的耦合长度较长，当X₃趋近于输出端时，高效模式转换所需耦合长度更短。在f₂＝0.33，f₃＝0.67处存在有L_tp的最小值34μm，此时最优贝塞尔函数控制点坐标为P₂[11.3,8.6]，P₃[22.7,5]，由此可以得到贝塞尔曲线型波导的最优结构。

图4中分别是在W_gap＝0.1μm、W_gap＝0.12μm、W_gap＝0.15μm、W_gap＝0.2μm时宽波导中的TE₁模式向窄波导中的TE₀模式转化的耦合效率随耦合长度的关系，并标识了最大耦合效率所需耦合长度。从图4中可以看出，耦合效率随着W_gap的增加而快速增加，这由于硅波导与空气之间折射率差较大，两耦合模式的模场之间交叠面较少，导致耦合效率随着W_gap的增加快速下降。因此选择W_gap＝0.1μm，与之对应TE₁-TE₀转换效率的最高点出现在定向耦合器长度为L_DC＝18μm时，由此可以得到TE₁-TE₀定向耦合器的最优化结构参数。

图5(a)、(b)分别给出了在选择最优化结构参数时，当入射光波长为1550nm时输入TM₀模式、TE₀模式时xoz平面内的磁场分布图。其中偏振分束旋转器的总长度约为52μm，具有较高的集成度。当TM₀模式从输入端发射时，可以从PSR的交叉端输出口获得TE₀模式输出。另一方面，当TE₀基模输入，由于相位失配，TE₁高阶模不能与相邻的窄波导耦合，因此在PSR的直波导输出端处获得TE₀基模的输出。据此可看出TE偏振光和TM偏振光被分离，同时TM₀基模也被转换成耦合区域的TE₀模式。

图6给出了所设计的偏振旋转分束器针对1400nm-1700nm不同波长输入光信号的透射谱。其中图6(a)给出了当输入为TM₀模式和TE₀模式时，交叉端口和直通端口处透射率随入射波长的变化曲线，图6(b)则给出TM₀模式和TE₀模式分别对目标模式的转化效率。从图6(a)中可以看出，对于两种不同的输入模式本文所设计的偏振分束旋转器在各波段上抗串扰能力均较为优秀，在1400nm-1700nm波长区间内串扰均低于-25dB。而在图6(b)中可以看出，输入模式为TE₀时，转化效率对波长变化不敏感，而输入模式为TM₀时转化效率在短波段相对较低。这是因为输入TE₀模在波导渐变部分没有模式转换，在两端耦合区域中均未产生能量耦合。反之，对于输入TM₀基模，响应对波长敏感，这是由于锥形区域中的模式转换和耦合区域中的模式耦合均存在波长依赖性，在波长低于1500nm时耦合效率相对较低，而在1500nm到1700nm波长区间内插入损耗均低于0.15dB，偏振消光比高于20dB，因此该PSR具备较广的工作波长范围。

图7是本发明提供的两正交基模插入损耗以及偏振转换效率随制造误差变化曲线；实际制造过程中可能会存在的偏移和误差，我们使用ΔW_tp、ΔW_DC以及Δh分别表示宽波导的宽度误差，窄波导宽度误差以及器件硅层的高度误差，并分别计算ΔW_tp、ΔW_DC、Δh对该PSR性能的影响，其结果分别展示在图7(a)-(c)中。可见，对于从-40nm到40nm的渐变波导宽度误差ΔW_tp和从-15nm到15nm的窄波导宽度误差ΔW_DC，TE₀基模输入时器件性能影响不大，插入损耗均低于0.1dB，而当TM₀基模输入时，偏振转化效率在误差的影响下有一定降低，在容差区间内保持PER>10dB及IL<0.6dB。而根据图7(c)，对于从-20nm到20nm的渐变波导宽度误差Δh，各模式的偏振转换效率PER均高于13dB并且IL<0.5dB，甚至在0nm<Δh<13nm时，误差会微弱提升PSR的最终性能，这可能是由硅芯面积增大引起的耦合效率增加导致的。误差分析表明：在±20nm的误差下，器件性能仍然较为稳定，PER与CT相比最优参数均下降约5dB，IL相对下降约0.4dB，这样的容差空间可以显著提高制造时的良品率。

本实施例中，普通波导结构是由长方体波导构成，特殊结构的波导由输入、输出、宽度渐变的波导(贝塞尔曲线渐变型结构)及耦合区域共同构成。其中渐变波导的宽度由三阶贝塞尔曲线确定，耦合区域由两非对称型波导区域组成。底层衬底上的两波导结构均由材料硅构成。在本实施例中，以二氧化硅衬底为基准，两波导具备完全相同的厚度，仅利用宽度方向的渐变实现倏逝波耦合。实现在较宽的工作波段内，对两种输入偏振光TE₀和TM₀实现偏振分束旋转，拥有较低的插入损耗，较高的偏振转换效率和串扰。公差分析表明该偏振分束-旋转器在特定的器件长度和较宽的波长范围内实现了较高的偏振转换效率及较低的插入损耗，与同类器件相比最优。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种基于贝塞尔曲线渐变型波导的紧凑片上偏振分束旋转器，其特征在于，包括衬底(1)，所述衬底(1)的表面设置有波导结构；

所述波导结构包括相互平行的普通输出波导(2)和特殊结构波导(3)，两者以空气间隙W_gap为媒介隔开；所述普通输出波导结构(2)为长方体，记输入到输出的方向为+Z方向，则所述特殊结构波导(3)由沿+Z方向依次前后级联的输入引导区域(4)、贝塞尔曲线渐变型区域(5)、不对称定向耦合区域(6)及输出引导区域(7)组成；所述普通输出波导(2)在+Z方向上对应于不对称定向耦合区域(6)及输出引导区域(7)。

2.如权利要求1所述的一种基于贝塞尔曲线渐变型波导的紧凑片上偏振分束旋转器，其特征在于，所述衬底(1)的材料为二氧化硅。

3.如权利要求1所述的一种基于贝塞尔曲线型渐变波导的片上偏振旋转分束器，其特征在于，所述输入引导区域(4)、贝塞尔曲线渐变型区域(5)、不对称定向耦合区域(6)及输出引导区域(7)均由硅制成。

4.如权利要求1所述的一种基于贝塞尔曲线型渐变波导的片上偏振旋转分束器，其特征在于，所述衬底(1)的厚度为2μm，所述普通输出波导(2)和特殊结构波导(3)的厚度分别为220nm。

5.如权利要求1所述的一种基于贝塞尔曲线渐变型波导的紧凑片上偏振分束旋转器，其特征在于，所述贝塞尔曲线型渐变区域(5)的宽度沿+Z方向逐渐变宽，其外轮廓形状由三阶贝赛尔曲线定义。

6.如权利要求5所述的一种基于贝塞尔曲线渐变型波导的紧凑片上偏振分束旋转器，其特征在于，记所述贝塞尔曲线型渐变区域(5)的长度为Ltp，确定外轮廓的三阶贝塞尔曲线的极点分别位于该区域波导的前端点、P₂、P₃及后端点处，其中P₂点位置在+X方向位置上与所述后端点相同，+Z方向上位于L_tp的1/3位置，P₃点位置在+X方向位置上与所述前端点相同，+Z方向上位于L_tp的2/3位置。

7.如权利要求6所述的一种基于贝塞尔曲线渐变型波导的紧凑片上偏振分束旋转器，其特征在于，所述输出引导区域(7)的宽度沿+Z方向呈线性递减。

8.如权利要求7所述的一种基于贝塞尔曲线渐变型波导的紧凑片上偏振分束旋转器，其特征在于，所述输入引导区域(4)的宽度记为W1，与输出引导区域(7)的最末端宽度相等；所述不对称定向耦合区域(6)的宽度记为W₂，即所述贝塞尔曲线型渐变区域(5)的前端宽度为W₁、后端宽度为W₂，所述特殊结构波导(3)整体的宽度由W₁增大至W₂、再由W₂减小至W₁。

9.如权利要求8所述的一种基于贝塞尔曲线渐变型波导的紧凑片上偏振分束旋转器，其特征在于，所述普通输出波导(2)的宽度记为W₃，W₃小于W₁。

10.如权利要求9所述的一种基于贝塞尔曲线渐变型波导的紧凑片上偏振分束旋转器，其特征在于，W₁＝0.5μm，W₂＝0.86μm，W₃＝0.425μm，L_tp＝34μm，L_dc＝18μm，W_gap＝0.1μm。

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