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专利号: 2022114643504
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于定向耦合型的宽带偏振分束器,其特征在于:包括硅衬底、硅波导芯层和二氧化硅包层;所述硅波导芯层位于二氧化硅包层内部;所述二氧化硅包层位于硅衬底的上表面;

所述硅波导芯层包括输入波导(1)、定向耦合器第一段弯曲波导(2)、定向耦合器第二段弯曲波导(3)、定向耦合器第三段弯曲波导(4)、滤波器第一段弯曲波导(5)、滤波器第二段弯曲波导(6)、TE偏振输出波导(7)和TM偏振输出波导(8);所述输入波导(1)、定向耦合器第一段弯曲波导(2)、滤波器第二段弯曲波导(6)和TE偏振输出波导(7)依次相连接;所述定向耦合器第三段弯曲波导(4)与TM偏振输出波导(8)相连接;

所述定向耦合器第一段弯曲波导(2)、定向耦合器第二段弯曲波导(3)、定向耦合器第三段弯曲波导(4)由上自下依次排列且三者的圆心相同;

所述滤波器第一段弯曲波导(5)位于滤波器第二段弯曲波导(6)的上方,且所述滤波器第一段弯曲波导(5)的前端弯曲波导与滤波器第二段弯曲波导(6)的圆心相同;

所述定向耦合器第二段弯曲波导(3)为亚波长光栅结构,所述光栅结构由连接桥连接,所述定向耦合器第一段弯曲波导(2)、定向耦合器第二段弯曲波导(3)和定向耦合器第三段弯曲波导(4)的TM偏振的有效光程相同,用以耦合TM偏振,所述定向耦合器第二段弯曲波导(3)的TE偏振处于反射状态,用以过滤TE偏振。

2.根据权利要求1所述的一种基于定向耦合型的宽带偏振分束器,其特征在于:所述输入波导(1)高为220nm,宽为550nm,弯曲角度为28.5°,弯曲半径为8μm。

3.根据权利要求1所述的一种基于定向耦合型的宽带偏振分束器,其特征在于:所述定向耦合器第一段弯曲波导(2)高为220nm,宽为550nm,弯曲角度为28.5°,弯曲半径为18.5μm。

4.根据权利要求1所述的一种基于定向耦合型的宽带偏振分束器,其特征在于:所述定向耦合器第二段弯曲波导(3)高为220nm,光栅周期为500nm,占空比为0.8,纳米岛宽为

490nm,连接桥宽度为15nm,弯曲角度为28.5°,弯曲半径为19.1μm。

5.根据权利要求1所述的一种基于定向耦合型的宽带偏振分束器,其特征在于:所述定向耦合器第三段弯曲波导(4)高为220nm,宽为390nm,弯曲角度为28.5°,弯曲半径为19.65μm。

6.根据权利要求1所述的一种基于定向耦合型的宽带偏振分束器,其特征在于:所述定向耦合器第一段弯曲波导(2)和定向耦合器第二段弯曲波导(3)的耦合间距为80nm;所述定向耦合器第二段弯曲波导(3)和定向耦合器第三段弯曲波导(4)的耦合间距为110nm。

7.根据权利要求1所述的一种基于定向耦合型的宽带偏振分束器,其特征在于:所述定向耦合器第一段弯曲波导(2)、定向耦合器第二段弯曲波导(3)和定向耦合器第三段弯曲波导(4)满足TM偏振态的相位匹配条件。

8.根据权利要求1所述的一种基于定向耦合型的宽带偏振分束器,其特征在于:所述滤波器第一段弯曲波导(5)高为220nm,宽为340nm,弯曲角度为30°,弯曲半径为8.7μm。

9.根据权利要求1所述的一种基于定向耦合型的宽带偏振分束器,其特征在于:所述滤波器第二段弯曲波导(6)高为220nm,宽为550nm,弯曲角度为30°,弯曲半径为8μm。

10.根据权利要求1所述的一种基于定向耦合型的宽带偏振分束器,其特征在于:所述滤波器第一段弯曲波导(5)和滤波器第二段弯曲波导(6)满足TM偏振态的相位匹配条件。