CN115793148A - 一种偏振分集式解复用器 - Google Patents

Abstract

一种偏振分集式解复用器，涉及光通信领域技术领域，该包括：输入波导、波长‑偏振同步解复用区和输出波导阵列，其中，波长‑偏振同步解复用区基于波长、偏振相关的折射率关系，对所述多波长‑偏振复用光进行同步解复用；输出波导阵列包括TM输出波导和TE输出波导，TM输出波导用于输出经所述波长‑偏振同步解复用区处理后的TM偏振下的光，TE输出波导用于输出经所述波长‑偏振同步解复用区处理后的TE偏振下的光。上述方案实现了仅依据波长‑偏振同步解复用区便可将多波长‑偏振复用光分开输出的功能，解决了以往偏振分集的波分解复用方案中需要级联偏振旋转分离器件的弊端，弥补了现存方案存在的集成度、损耗、器件数量、成本等问题。

Description

一种偏振分集式解复用器

技术领域

本申请涉及光通信领域技术领域，尤其涉及一种偏振分集式解复用器。

背景技术

随着信息传输速度的飞速提升，光通信网络成为未来宽带通信的发展方向。波分复用技术是实现信息扩容的重要手段。在波分复用通信系统中，最为关键的两个步骤是波长的复用和解复用。实现解复用功能的器件称为波长解复用器(也称分波器)。目前常用的平面集成解复用器件通常分为阵列波导光栅(AWG)、刻蚀衍射光栅(EDG)、微环谐振型等。

在波分复用系统的应用场景中，光纤中携带的光的偏振态是不确定的，这要求波分解复用器件只有在任意偏振态下均能正常工作，才能避免能量的损耗和信号的丢失。然而，由于TE、TM模式较大的折射率差异，导致解复用器件通常是偏振相关的。针对此问题，平面集成解复用器件通常有以下几种解决方案，一是偏振无关方案，通过厚的波导芯层、方形波导等方法，使两种偏振下的有效折射率尽可能接近，构建对偏振不敏感的解复用器件，实现TE、TM偏振的波长解复用，其缺点是需要大截面波导，且集成度不高。二是偏振分集方案：通常将输入的信号TM0信号通过偏振分离旋转器件(PSR)分离旋转为TE0模式，从Through端输出，输入信号的TE0则直接从Drop段输出，将两种偏振分为两路同偏振的光并经过针对TE模式下设计的解复用器进行分波。目前，这种方案在接收端有着一定的应用，但仍存在不足。一是需要外加PSR调控器件，二是分集后的两路光路将导致波分解复用器件的数目加倍，造成成本的增加和损耗的增大。2019年，朱等人提出了一种能够实现偏振-波长混合复用(PDM-WDM)的EDG，分别从不同的输入角度输入TE、TM信号，并在一个EDG中分别输出，实现了可同时工作在TE、TM模式下的EDG，然而，该设计仍需前端级联偏振分束器件，无法仅靠单个器件实现PDM-WDM。第三种方案是借助主动控制的PSR将TE和TM模式调控至相位相同的TE模式，再进入后端器件。然而主动控制的PSR在多波长应用场景下的实现起来存在困难，此外，该方案同样需要借助偏振控制器件。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的目的在于提出一种偏振分集式解复用器，以实现在不需要级联偏振分束、偏振旋转等器件的基础上，就可以依据波长和偏振将多波长-偏振复用光分开输出的功能。

为达上述目的，本申请实施例提出的一种偏振分集式解复用器，其特征在于，包括：

输入波导，所述输入波导用于输入多波长-偏振复用光；

波长-偏振同步解复用区，所述波长-偏振同步解复用区基于波长、偏振相关的折射率关系，对所述多波长-偏振复用光进行同步解复用；

输出波导阵列，所述输出波导阵列包括TM输出波导和TE输出波导，所述TM输出波导用于输出经所述波长-偏振同步解复用区处理后的TM偏振下的光，所述TE输出波导用于输出经所述波长-偏振同步解复用区处理后的TE偏振下的光。

可选的，在本申请实施例中，所述波长-偏振同步解复用区，包括：

平板波导自由传输区；

刻蚀衍射光栅，所述刻蚀衍射光栅包括刻蚀衍射光栅齿面，用于根据波长与衍射角的对应关系，对经过所述平板波导自由传输区的所述多波长-偏振复用光进行衍射。

可选的，在本申请实施例中，所述TM输出波导包括多个第一输出通道，每个所述第一输出通道用于输出所述TM偏振下不同波长的光；

所述TE输出波导包括多个第二输出通道，每个所述第二输出通道用于输出所述TE偏振下不同波长的光。

可选的，在本申请实施例中，输出相同波长的光的所述第一输出通道和所述第二输出通道共用一个光电探测器。

可选的，在本申请实施例中，所述平板波导自由传输区包括平板波导，所述平板波导包括芯层、上包层和下包层，所述平板波导用于调控所述多波长-偏振复用光的折射率。

可选的，在本申请实施例中，所述芯层的材料为SiN、厚度为325nm，所述上包层和所述下包层的材料为SiO2、厚度为3um。

可选的，在本申请实施例中，利用TE偏振和TM偏振的折射率差异，在所述解复用器上构建与偏振对应的相位差关系，以通过所述解复用器实现偏振和波长的混合复用。

可选的，在本申请实施例中，所述刻蚀衍射光栅中所述TE偏振和TM偏振的分集输出是根据平板波导内所述TE偏振和TM偏振和折射率差以及所述刻蚀衍射光栅的原理实现，其中所述TE偏振和TM偏振下的所述折射率差异和输出角度的差值呈正相关。

综上，本申请实施例的偏振分集式解复用器包括用于输入多波长-偏振复用光的输入波导、波长-偏振同步解复用区和输出波导阵列，其中，波长-偏振同步解复用区，波长-偏振同步解复用区基于波长、偏振相关的折射率关系，对多波长-偏振复用光进行同步解复用；输出波导阵列，输出波导阵列包括TM输出波导和TE输出波导，TM输出波导用于输出经波长-偏振同步解复用区处理后的TM偏振下的光，TE输出波导用于输出经波长-偏振同步解复用区处理后的TE偏振下的光。由此，不需要级联偏振分束、偏振旋转等器件，仅通过上述方案就可以实现输入信号依据波长和偏振分开输出的功能，弥补了现存方案中存在的集成度、损耗、器件数量、成本等方面存在的不足，解决了以往偏振分集的波分解复用方案中需要级联偏振旋转分离器件的弊端，在接收端波长解复用等场景中具有极大的应用潜力。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例所提供的一种偏振分集式解复用器的结构示意图；

图2为本申请实施例中刻蚀衍射光栅EDG工作时第1-4通道(TE输出波导阵列)的输出频谱,其中实线代表TE偏振态输入，虚线代表TM偏振态输入；以及

图3为本申请实施例中刻蚀衍射光栅EDG第5-8通道(TM输出波导阵列)的输出频谱，其中实线代表TE偏振态输入，虚线代表TM偏振态输入。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考附图描述本申请实施例的偏振分集式的波分解复用器，及其设计方法。

本申请实施例提供的一种偏振分集式解复用器，该偏振分集式解复用器包括：

输入波导，输入波导用于输入多波长-偏振复用光；

波长-偏振同步解复用区，波长-偏振同步解复用区基于波长、偏振相关的折射率关系，对多波长-偏振复用光进行同步解复用；

输出波导阵列，输出波导阵列包括TM输出波导和TE输出波导，TM输出波导用于输出经波长-偏振同步解复用区处理后的TM偏振下的光，TE输出波导用于输出经波长-偏振同步解复用区处理后的TE偏振下的光。

进一步地，本申请实施例中地波长-偏振同步解复用区，包括：

平板波导自由传输区；

刻蚀衍射光栅，刻蚀衍射光栅包括刻蚀衍射光栅齿面，用于根据波长与衍射角的对应关系，对经过平板波导自由传输区的多波长-偏振复用光进行衍射。

本申请实施例不需要级联偏振分束、偏振旋转等器件就可以实现输入信号依据波长和偏振分开输出的功能，弥补了现存方案中存在的集成度、损耗、器件数量、成本等方面存在的不足，解决了以往偏振分集的波分解复用方案中需要级联偏振旋转分离器件的弊端，在接收端波长解复用等场景中具有极大的应用潜力。

图1为本申请实施例所提供的一种偏振分集式解复用器的结构示意图。

在本申请的一个实施例中，如图1所示，输入波导1、TE输出波导2-1、TM输出波导2-2、平板波导自由传输区3和刻蚀衍射光栅齿面4；其中，多波长-偏振复用光由输入波导1进入平板波导自由传输区3，在刻蚀衍射光栅齿面4处发生衍射，根据波长与衍射角的对应关系实现波长解复用功能，衍射光线将根据其波长和偏振分别从TE输出波导阵列2-1和TM输出波导阵列2-2输出。

具体而言，经平板波导自由传输区3，在刻蚀衍射光栅齿面4处发生衍射，为减小衍射损耗，可通过分布式布拉格光栅等方法增强两种偏振下的衍射效率，依据偏振和波长的不同从不同的TE输出波导2-1和TM输出波导2-2输出，且通道数目和输出波长可根据实际要求进行设计，由于上述偏振分集式波分解复用器的通道数目能倍增，在同样设计参数下最多能够容纳的输出波长数目可以减半。

在本申请的一个实施例中，TM输出波导包括多个第一输出通道，每个第一输出通道用于输出TM偏振下不同波长的光；

TE输出波导包括多个第二输出通道，每个第二输出通道用于输出TE偏振下不同波长的光。

具体而言，在本申请实施例中，输出相同波长的光的第一输出通道和第二输出通道共用一个光电探测器。

在本申请的一个实施例中，平板波导自由传输区包括平板波导，平板波导包括芯层、上包层和下包层，平板波导用于调控多波长-偏振复用光的折射率。

对于刻蚀衍射光栅EDG，可以通过改变平板波导自由传输区的材料和厚度，调控输入光在TE、TM模式的有效折射率差，对于通过改变平板波导自由传输区的材料、厚度和包层折射率差的方法，本申请实施例包括但不限于SOI、SiN、SiON的材料平台上实现。

换言之，对于刻蚀衍射光栅EDG，通过改变芯层材料和厚度来实现对TE、TM模式有效折射率差的调控，以满足本申请实施例方法中偏振分集输出对TE、TM偏振下折射率的要求，从而实现PDM-WDM解复用器件。

在本申请的一个实施例中，平板波导包括：SiN波导层、SiO2上包层、SiO2下包层和衬底硅，且仅通过一次刻蚀制备成1310nm波段的刻蚀衍射光栅EDG的偏振分集式波分解复用器；其中，偏振分集式波分解复用器基于SiN平台设计。具体而言，芯层材料可以选择厚度为325nm的SiN，上包层和下包层的材料可以选择厚度为3um的SiO2。

另外，本申请实施例是利用TE偏振和TM偏振的折射率差异，在解复用器上构建与偏振对应的相位差关系，以通过解复用器实现偏振和波长的混合复用。在实际应用中，在同一通道中输入n个波长下的TE0、TM0，可在2*n个通道中分别输出n个波长下TE0、TM0，解决以往偏振分集的波分解复用方案中需要级联偏振旋转分离器件的弊端。

其中，本申请实施例的刻蚀衍射光栅中TE偏振和TM偏振的分集输出是根据平板波导内TE偏振和TM偏振和折射率差以及刻蚀衍射光栅的原理实现，其中TE偏振和TM偏振下的折射率差异和输出角度的差值呈正相关。

上述方案不仅适用于刻蚀衍射光栅EDG，对于阵列波导光栅AWG、微环谐振型等目前常用的偏振分集式解复用器也适用，对于阵列波导光栅AWG，对于刻蚀衍射光栅EDG，相位差在平板波导自由传输区的刻蚀衍射光栅处产生，通过调整平板波导自由传输区内两种偏振的折射率差异构建偏振-波长相关的相位差关系，以通过单个刻蚀衍射光栅EDG实现偏振和波长的混合复用；

对于阵列波导光栅AWG，相位差在波导阵列中产生，基于不同偏振在波导阵列及自由传输区中存在的有效折射率的差异及阵列波导长度差，构造偏振-波长相关的相位差关系，以通过单个阵列波导光栅AWG实现偏振和波长的混合复用。

具体而言，对于阵列波导光栅AWG而言，其不同波长下的相位差主要在长度不同的波导阵列产生，通过对阵列波导尺寸和长度的调控，可使得TE、TM偏振模式的传输形成一定的相位差，从而使得两种偏振的光在相当长的波段实现偏振、波长同时(解)复用成为可能；对于EDG，相位差主要在平板波导自由传输区产生，对于平板波导的厚度或材料进行调控，其TE、TM基模的有效折射率差异同样能够实现一个波段内的偏振、波长同时(解)复用。

基于上述分析可知，由阵列波导光栅AWG、刻蚀衍射光栅EDG、微环谐振型等构成的偏振分集式解复用器，均可以通过不同波长下对应的折射率差异所构建的相位差的原理来实现波长的分离，即：根据TE、TM两种偏振态所导致的折射率的不同的原理制成的由阵列波导光栅AWG、刻蚀衍射光栅EDG、微环谐振型等构成的偏振分集式解复用器均具备将两种偏振下同一波长的光分离的能力。

综上，本申请实施例提出的偏振分集式解复用器，在同一通道中输入n个波长下的TE0、TM0，可实现在2*n个通道中分别输出n个波长下TE0、TM0。换言之，在实际应用中，仅通过本申请实施例提供的偏振分集式解复用器就可以实现输入信号依据波长和偏振分开输出的功能，不需要级联偏振分束、偏振旋转等器件。由此可知，本申请实施例能弥补现存方案中存在的集成度、损耗、器件数量、成本等方面存在的不足，解决了以往偏振分集的波分解复用方案中需要级联偏振旋转分离器件的弊端，因此，本申请实施例在接收端波长解复用等场景中具有极大的应用潜力。

为更详细的阐述本发明提出的设计思想，将以实现偏振、波长解复用的EDG展开说明，对于刻蚀衍射光栅EDG，相位差在平板波导自由传输区的刻蚀衍射光栅处产生，通过调整平板波导自由传输区内两种偏振的折射率差异构建偏振-波长相关的相位差关系，以通过单个刻蚀衍射光栅EDG实现偏振和波长的混合复用，具体包括以下步骤：

步骤10，选择TE模式，获取在TE模式下平板波导自由传输区的基模的有效折射率，将输出波导阵列的中心波导作为中心波长的输出波导，并根据刻蚀衍射光栅EDG的光栅方程推导出罗兰圆半径表达公式。

在本申请实施例中，根据刻蚀衍射光栅EDG的光栅方程推导出罗兰圆半径表达公式，其中，通过下式表示罗兰圆半径表达公式：

其中，L_f为罗兰圆半径，D为波导间距，λ为中心波长，dλ为输出通道的波长间隔，n_eff为平板波导自由传输区的基模的有效折射率，n_g为群折射率，θ_in为入射角，θ_Out为TE模式下的输出角度。

步骤20，计算TE模式下的刻蚀衍射光栅EDG的罗兰圆半径和输出波导的输出角度，并确定输入信号由第一输入波导经两个相邻k个光栅齿面处衍射至输出波导的光程的相位差关系。

在本申请实施例中，例如首先选择TE偏振模式为例，通过设置相应设计参数中心波长λ、输出波长间隔Δλ、入射角θ_in、芯层材料下平板波导基模有效折射率n_eff、群折射率n_g，并结合输出角位于输出波导中心位置这一几何条件，可通过上述推导出的罗兰圆半径表达公式计算在TE模式下的EDG罗兰圆半径L_f和输出角度θ_out。

在本申请实施例中，确定输入信号由第一输入波导经两个相邻k个光栅齿面处衍射至输出波导的光程的相位差关系，其中，通过下式表示相位差关系：

其中，L₀为光由第一输入波导输入，经光栅中点衍射至输出波导的总长度，m为衍射级数，L₁和L₂为距中心齿面的第k个光栅齿面到输入波导和输出波导的长度。

步骤30，根据相位差关系与位于光栅圆上的光栅中点，光栅圆上与罗兰圆相切且半径为罗兰圆2倍，得出在TE模式下的系列光栅中心点的位置坐标。

在本申请实施例中，通过上述相位差关系式，可以得出TE偏振模式下的系列刻蚀光栅中心点位置。令光栅齿面垂直于齿面中点到输入波导中心点的连线，同时为使光尽量在闪耀面处衍射，齿面边缘连线应垂直于该连线与输入波导中心点的连线，这样，TE偏振下光栅齿面的各个参数均可求出。

步骤40，将任意两个有效光栅齿面的位置坐标和平板波导自由传输区的基模的有效折射率，代入相位差关系，通过相位差关系反求出在TM模式下的中心输出角度。

在本申请实施例中，当输入TM模式下相同波长的光时，对于同一个EDG且入射点位置不变，由于TE、TM的折射率差，上述相位差关系式中n_eff发生改变，改变后的相位差公式为：

然后，在改变后的相位差公式中带入TE模式下得到的任意两个光栅齿面，通过matlab编程计算，便可以得到在TM模式下的中心输出角度。

步骤50，分别计算平板波导自由传输区的基模在TE模式和TM模式下的群折射率，并根据色散关系得到在TM模式下的阵列分布。

在本申请实施例中，根据色散关系得到在TM模式下的阵列分布，其中，通过下式表示在TM模式下的阵列分布：

其中，D_tm为TM模式下的输出波导间隔，D_te为TE模式下的输出波导间隔，n_effte为TE模式下平板波导基模有效折射率，n_gte为TE模式下群折射率，n_gtm为TM模式下群折射率，n_efftm为TM模式下平板波导基模的有效折射率。

由于TM模式与TE模式存在折射率差，TM模式下n_eff/n_g大于TE模式下的值，因此，如果两种偏振模式取相同的波导间距D，根据推导出的罗兰圆半径表达公式知实际中，在TM模式下的EDG罗兰圆半径L_f应该大于在TE模式的。因此，当TE、TM模式共用一个TE偏振下设计的EDG时，本申请实施例根据上述阵列分布来修正TM偏振模式下的输出波导间距。

步骤60，求取刻蚀衍射光栅EDG各部分结构参数，并判断在TE模式下输出的阵列与在TM模式下输出的阵列是否重叠，其中，当在TE模式下输出的阵列与在TM模式下输出的阵列重叠时，则偏振分集波段小于目标设计波段，增大两种偏振有效折射率差；

否则，则完成对刻蚀衍射光栅EDG的设计。

另外，为实现TE、TM偏振模式的分集，本申请实施例在TE和TM两种偏振下计算出的波导阵列应满足条件：即TE偏振下边缘波导的输出角度与TM波导阵列的输出角度分开。一般情况下，TE和TM偏振下的有效折射率差越大，两种偏振下输出角度的差值越大，两种偏振下的波导阵列越容易分开。同时，由于TE、TM由不同的输出波导分别输出，增大了设计的自由度，在设计上可以通过输出位置单独修正微调TE、TM的输出波长，因此理论上可以实现无偏振相关波长偏移。

为了便于本领域技术人员更好的理解上述实施例，结合下述例子对本申请实施例提出的技术方案做进一步说明。

通常EDG解复用器件的设计中仅针对一种偏振模式，而符合罗兰圆定理的EDG，通过对TE和TM模式下的衍射角度进行特殊设计，理论上可将输入波导中的TE、TM混合模式分别输出。为使刻蚀衍射光栅同时实现两种偏振下的分集复用，TE、TM偏振下模式的有效折射率差应足够大。为构建折射率差，可对不同材料平台的芯层厚度进行调控，在本示例中，选择325nm厚的SiN作为芯层,3um厚的SiO2作为上包层和下包层。选取衍射级数m＝2，入射角45°，中心波长1311nm，波长间隔20nm，输入输出波导间距5um。

首先，基于TE模式设计EDG，计算出TE模式下平板波导基模有效折射率n_effte＝1.733165，选取输出波导阵列的中心波导作为中心波长的输出波导，根据EDG光栅方程推导出的罗兰圆半径表达公式：

计算TE模式下的EDG罗兰圆半径Lf和TE模式下的输出角度θ_Outte＝35.9°。根据EDG工作原理，输入信号由输入波导经两个相邻k个光栅齿面处衍射至输出波导的光程存在相位差关系：

根据相位差关系与光栅中点位于与罗兰圆相切且半径为罗兰圆2倍的光栅圆上，可以得到系列光栅中点的位置坐标。基于TE模式下设计的EDG，代入任意两个有效光栅齿面的位置及TM模式下平板波导基模的有效折射率n_efftm＝1.631101，可由(2)式反求出TM模式下的中心输出角度θ_Outtm＝41.9°。

计算平板波导TE、TM模式的群折射率，根据色散关系可得到TM模式下的阵列分布。

根据以上步骤，EDG各部分结构参数均可求得，最后判断TE输出阵列与TM输出波导阵列是否重叠，若重叠，则偏振分集波段小于目标设计波段，考虑增大两种偏振有效折射率差，若不重叠，则EDG的设计完成。

图2为本申请实施例中刻蚀衍射光栅EDG第1-4通道(TE输出波导阵列)的输出频谱,其中实线代表TE偏振态输入，虚线代表TM偏振态输入；图3为本申请实施例中刻蚀衍射光栅EDG第5-8通道(TM输出波导阵列)的输出频谱，其中实线代表TE偏振态输入，虚线代表TM偏振态输入。

根据图2和图3的结果显示，包括衍射光栅EDG的偏振分集式解复用器可以使TE、TM模式在1260-1340nm波段实现偏振分集输出。8通道EDG的波长间隔为20nm，前四个通道输出TM模式下波长为1271nm、1291nm、1311nm、1331nm的光，后四个通道输出TE模式下波长为1271nm、1291nm、1311nm、1331nm的光，符合IEEE 802.3协议、ITU G.694.2标准中对CWDM4的规定，同时，每个通道只用于输出单一偏振下单个波长的光，因此第1、5通道可共用光电探测器，输出波长为1271nm时光波所携带的信号，同理，第2、6通道，第3、7通道，第4、8通道均可共用1个探测器，输出波长为1291、1311、1331nm时的信号，实现了在任意偏振下均能工作的EDG解复用器。输出信号频谱如图2和图3所示，该器件在TE、TM偏振态下均有优越的性能表现，插损和串扰很小，器件结构简单，弥补了现有的解复用器件存在的不足。

显然，本发申请实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种偏振分集式解复用器，其特征在于，包括：

输入波导，所述输入波导用于输入多波长-偏振复用光；

波长-偏振同步解复用区，所述波长-偏振同步解复用区基于波长、偏振相关的折射率关系，对所述多波长-偏振复用光进行同步解复用；

输出波导阵列，所述输出波导阵列包括TM输出波导和TE输出波导，所述TM输出波导用于输出经所述波长-偏振同步解复用区处理后的TM偏振下的光，所述TE输出波导用于输出经所述波长-偏振同步解复用区处理后的TE偏振下的光。

2.如权利要求1所述的偏振分集式解复用器，其特征在于，所述波长-偏振同步解复用区，包括：

平板波导自由传输区；

刻蚀衍射光栅，所述刻蚀衍射光栅包括刻蚀衍射光栅齿面，用于根据波长与衍射角的对应关系，对经过所述平板波导自由传输区的所述多波长-偏振复用光进行衍射。

3.如权利要求1所述的偏振分集式解复用器，其特征在于，所述TM输出波导包括多个第一输出通道，每个所述第一输出通道用于输出所述TM偏振下不同波长的光；

所述TE输出波导包括多个第二输出通道，每个所述第二输出通道用于输出所述TE偏振下不同波长的光。

4.如权利要求3所述的偏振分集式解复用器，其特征在于，输出相同波长的光的所述第一输出通道和所述第二输出通道共用一个光电探测器。

5.如权利要求1-4任一项所述的偏振分集式解复用器，其特征在于，所述平板波导自由传输区包括平板波导，所述平板波导包括芯层、上包层和下包层，所述平板波导用于调控所述多波长-偏振复用光的折射率。

6.如权利要求5所述的偏振分集式解复用器，其特征在于，所述芯层的材料为SiN、厚度为325nm，所述上包层和所述下包层的材料为SiO2、厚度为3um。

7.如权利要求1所述的偏振分集式解复用器，其特征在于，利用TE偏振和TM偏振的折射率差异，在所述解复用器上构建与偏振对应的相位差关系，以通过所述解复用器实现偏振和波长的混合复用。

8.如权利要求7所述的偏振分集式解复用器，其特征在于，所述刻蚀衍射光栅中所述TE偏振和TM偏振的分集输出是根据平板波导内所述TE偏振和TM偏振和折射率差以及所述刻蚀衍射光栅的原理实现，其中所述TE偏振和TM偏振下的所述折射率差异和输出角度的差值呈正相关。

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