專利名稱：基于狹縫結(jié)構(gòu)的硅光波導(dǎo)偏振分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光通信器件，特別是涉及一種基于狹縫結(jié)構(gòu)的硅光波導(dǎo)偏 振分離器。
背景技術(shù)：
光波導(dǎo)偏振分離器是現(xiàn)代集成光學(xué)及光通信系統(tǒng)的重要器件之一，特別應(yīng) 用于輔助單一偏振模式的器件的工作。光波通過偏振分離器后，僅允許橫電模
(TE)或橫磁模(TM)傳輸，而其他模式全部截止。目前已實現(xiàn)的偏振分離器 包括金屬包層偏振分離器、雙折射偏振分離器等等。但是金屬包層的結(jié)構(gòu)會導(dǎo) 致很大的插入損耗；而雙折射結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜且器件長度較長，通常在毫米量級。
硅材料(主要是SOI材料)作為40多年來迅速發(fā)展的微電子技術(shù)的支柱材 料，近年來在集成光子技術(shù)中引起越來越多的關(guān)注。它的應(yīng)用領(lǐng)域包括光互連、 光通信、光傳感等諸多方面。由于可與標(biāo)準(zhǔn)的CMOS工藝相兼容，具有非常廣 闊的市場前景。且成本低廉，便于實現(xiàn)單片集成與片間互連。但作為集成光子 技術(shù)的新興材料，對它的研究在很多方面還很不成熟。
基于硅材料實現(xiàn)較小尺寸的偏振分離功能將具有比較大的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于狹縫結(jié)構(gòu)的硅光波導(dǎo)偏振分離器。由狹縫 波導(dǎo)結(jié)構(gòu)構(gòu)成分支臂，通過調(diào)節(jié)狹縫的寬度和狹縫兩側(cè)硅波導(dǎo)的寬度，不借助 任何外加有源調(diào)制手段，實現(xiàn)了偏振分離功能，且器件長度較小。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的本發(fā)明包括輸入結(jié)構(gòu)、左半支 狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂、右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂、左半支輸出結(jié)構(gòu)和右 半支輸出結(jié)構(gòu)，輸入結(jié)構(gòu)的左輸出端經(jīng)左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂與左半支 輸出結(jié)構(gòu)相連，輸入結(jié)構(gòu)的右輸出端經(jīng)右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂與右半支 輸出結(jié)構(gòu)相連，兩根狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂呈Y型分叉結(jié)構(gòu)；左半支狹縫波導(dǎo) 結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫寬度小于右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫寬度，左半 支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫外側(cè)的波導(dǎo)和左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的 狹縫內(nèi)側(cè)的波導(dǎo)寬度相等，右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫內(nèi)側(cè)的波導(dǎo)寬 度大于右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫外側(cè)的波導(dǎo)寬度。
所述左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫外側(cè)的波導(dǎo)、左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫內(nèi)側(cè)的波導(dǎo)、右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫內(nèi)側(cè)的波導(dǎo)
和右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫外側(cè)的波導(dǎo)均為硅波導(dǎo)；左半支狹縫波 導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫、右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫、以及輸入結(jié)構(gòu) 的第一組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中兩根狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂之間的狹縫中沉積二氧化 硅，并以二氧化硅作為上包層。
所述輸入結(jié)構(gòu)，由輸入波導(dǎo)和第一組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
所述左半支輸出結(jié)構(gòu)由左半支第二組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和輸出波導(dǎo)構(gòu)成；右半
支輸出結(jié)構(gòu)由右半支第二組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和輸出波導(dǎo)構(gòu)成。
所述輸入結(jié)構(gòu)中的第一組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)為三狹縫結(jié)構(gòu)或雙狹縫分支結(jié)構(gòu)。 所述左半支第二組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和右半支第二組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)均為單狹縫結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明具有的有益效果是
本發(fā)明引入狹縫結(jié)構(gòu)后，由于可以在多個維度上靈活調(diào)節(jié)狹縫寬度、狹縫兩 側(cè)波導(dǎo)寬度，從而任意影響光場分布，極大的改進(jìn)了偏振分離效果。狹縫造成 的光場能量集中有利于在較短器件長度內(nèi)完成模式切換。為實現(xiàn)基于硅基的較
小尺寸的波導(dǎo)偏振分離器提供了一種新的方案。整個結(jié)構(gòu)兼容于CMOS加工工
藝，不使用任何有源調(diào)制手段，制作簡單，便于單片集成。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的A-A'的結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖3是圖1的B-B'的結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖4是圖1的C-C'的結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖5是圖1的D-D'的結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖6是由三狹縫結(jié)構(gòu)組成的第一組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7是由雙狹縫分支結(jié)構(gòu)組成的第一組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)示意圖。 圖8是由單狹縫結(jié)構(gòu)組成的左半支第二組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)示意圖。 圖9是由單狹縫結(jié)構(gòu)組成的右半支第二組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1、輸入波導(dǎo)，2、第一組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，3、左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的 分支臂，4、右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂，5、左半支第二組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，6、 右半支第二組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，7、輸出波導(dǎo)，8、輸入輸出硅波導(dǎo)，9、 SOI材料 的二氧化硅緩沖層，10、 SOI材料的硅襯底，11、左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂 的狹縫外側(cè)的波導(dǎo)，12、左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫內(nèi)側(cè)的波導(dǎo)，13、左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫，14、右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹
縫內(nèi)側(cè)的波導(dǎo)，15、右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫外側(cè)的波導(dǎo)，16、右 半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫，17、第一組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中兩根狹縫波導(dǎo) 結(jié)構(gòu)的分支臂之間的狹縫，18、輸入結(jié)構(gòu)，19、左半支輸出結(jié)構(gòu)，20、右半支 輸出結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
參照圖l、圖3、圖4、圖5所示，本發(fā)明包括輸入結(jié)構(gòu)18、左半支狹縫波 導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂3、右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂4、左半支輸出結(jié)構(gòu)19和右 半支輸出結(jié)構(gòu)20，輸入結(jié)構(gòu)18的左輸出端經(jīng)左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂3與 左半支輸出結(jié)構(gòu)19相連，輸入結(jié)構(gòu)18的右輸出端經(jīng)右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分 支臂4與右半支輸出結(jié)構(gòu)20相連，兩根狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂呈Y型分叉結(jié)構(gòu)； 左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫13寬度小于右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂 的狹縫16寬度，左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫外側(cè)的波導(dǎo)11和左半支 狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫內(nèi)側(cè)的波導(dǎo)12寬度相等，右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的 分支臂的狹縫內(nèi)側(cè)的波導(dǎo)14寬度大于右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫外側(cè) 的波導(dǎo)15寬度。
參照圖l、圖3、圖4、圖5所示，所述左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹 縫外側(cè)的波導(dǎo)ll、左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫內(nèi)側(cè)的波導(dǎo)12、右半支 狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫內(nèi)側(cè)的波導(dǎo)14和右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的 狹縫外側(cè)的波導(dǎo)15均為硅波導(dǎo)；左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫13、右半 支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫16、以及輸入結(jié)構(gòu)18的第一組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中 兩根狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂之間的狹縫17中沉積二氧化硅，并以二氧化硅作為 上包層。
參照圖1所示，所述輸入結(jié)構(gòu)18，由輸入波導(dǎo)1和第一組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)2 構(gòu)成。
參照圖1所示，所述左半支輸出結(jié)構(gòu)19由左半支第二組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)5和 輸出波導(dǎo)7構(gòu)成；右半支輸出結(jié)構(gòu)20由右半支第二組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)6和輸出波 導(dǎo)7構(gòu)成。
參照圖6、圖7所示，所述輸入結(jié)構(gòu)18中的第一組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)2為三狹 縫結(jié)構(gòu)或雙狹縫分支結(jié)構(gòu)。
參照圖8、圖9所示，所述左半支第二組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)5和右半支第二組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)6均為單狹縫結(jié)構(gòu)
參照圖l、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本發(fā)明是以SOI材料為平臺，以 二氧化硅為分支臂狹縫填充物質(zhì)并作為上包層，通過調(diào)節(jié)狹縫寬度及狹縫兩側(cè) 硅波導(dǎo)寬度實現(xiàn)開關(guān)功能的硅光波導(dǎo)偏振分離器。本發(fā)明中硅波導(dǎo)高度h均為 320納米，輸入波導(dǎo)l、輸出波導(dǎo)7寬度Wg均為400納米。左半支狹縫波導(dǎo)結(jié) 構(gòu)的分支臂3、右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂4之間夾角為0.3。。左半支狹縫 結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫13的寬度Wsl為80納米，左半支狹縫結(jié)構(gòu)的分支臂的狹 縫狹縫外側(cè)的波導(dǎo)11的寬度Wlo和左半支狹縫結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫狹縫內(nèi)側(cè)的 波導(dǎo)12的寬度Wli均為250納米。右半支狹縫結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫16寬度Wsr 為140納米，右半支狹縫結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫狹縫內(nèi)側(cè)的波導(dǎo)14的寬度Wri為 290納米，右半支狹縫結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫狹縫外側(cè)的波導(dǎo)15的寬度Wro為260 納米。第一組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中兩根狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂之間的狹縫17的寬度 Wsm為80納米。利用狹縫波導(dǎo)的特性，在左半支狹縫結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫13、 右半支狹縫結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫16、以及第一組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中兩根狹縫波導(dǎo) 結(jié)構(gòu)的分支臂之間的狹縫17中間填充以低折射率的二氧化硅，實現(xiàn)對光場的限 制。
以下為本發(fā)明的實施例，但對本發(fā)明的實施并不僅限于以下實施例 實施例l:
參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖8、圖9所示，由非對稱狹縫 結(jié)構(gòu)形成分支臂的Y分叉型硅光波導(dǎo)偏振分離器。取頂層硅厚度為340納米， 二氧化硅緩沖層9厚度為1微米的SOI片子，在頂層熱氧化出一層二氧化硅作 為掩膜，采用E-beam直寫的方法，刻蝕出器件結(jié)構(gòu)。包括輸入波導(dǎo)1，三狹縫 結(jié)構(gòu)的第一組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)2，左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂3，右半支狹縫波 導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂4，單狹縫結(jié)構(gòu)的左半支第二組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)5和右半支第二組 模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)6，和兩根輸出波導(dǎo)7。左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂3、右半支 狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂4之間夾角為0.3° 。左半支狹縫結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫13 寬度Wsl為80納米，左半支狹縫結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫狹縫外側(cè)的波導(dǎo)11的寬 度Wlo和左半支狹縫結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫狹縫內(nèi)側(cè)的波導(dǎo)12的寬度Wli均為 250納米。右半支狹縫結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫16寬度Wsr為140納米，右半支狹 縫結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫狹縫內(nèi)側(cè)的波導(dǎo)14的寬度Wri為290納米，右半支狹縫 結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫狹縫外側(cè)的波導(dǎo)15的寬度Wro為260納米。第一組模斑轉(zhuǎn) 換結(jié)構(gòu)中兩根狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂之間的狹縫17的寬度為80納米。利用狹縫波導(dǎo)的特性，在左半支狹縫結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫13、右半支狹縫結(jié)構(gòu)的分支 臂的狹縫16、以及第一組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中兩根狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂之間的狹 縫17中間沉積以低折射率的二氧化硅，實現(xiàn)對光場的限制。并作為器件的上包 層。輸入波導(dǎo)1和輸出波導(dǎo)7均能同時支持橫電模TE和橫磁模TM。
高斯形式分布的橫電模TE和橫磁模TM同時通過輸入波導(dǎo)1輸入器件，經(jīng) 過第一組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)2轉(zhuǎn)換成非高斯形式的狹縫模式，分別引入左半支狹縫 波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂3和右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂4。對橫電模來說，上述結(jié) 構(gòu)的器件，右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂4的有效折射率高于左半支狹縫波導(dǎo) 結(jié)構(gòu)的分支臂3，故而橫電模經(jīng)由較高有效折射率的右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支 臂4輸入右半支第二組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)6，再次轉(zhuǎn)換成高斯形式分布的模場，從右 側(cè)輸出波導(dǎo)7輸出。而對橫磁模來說，上述結(jié)構(gòu)的器件，左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu) 的分支臂3的有效折射率高于右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂4，故而橫磁模經(jīng)由 較高有效折射率的左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂3輸入左半支第二組模斑轉(zhuǎn)換 結(jié)構(gòu)5，再次轉(zhuǎn)換成高斯形式分布的模場，從左側(cè)輸出波導(dǎo)7輸出。器件從而完 成了偏振分離功能，同時通過左右兩根輸出波導(dǎo)分別輸出分離后的橫磁模和橫 電模，兩種模式的消光比均達(dá)到了30dB以上。整個器件長度小于650微米。
實施例2:
參見圖l、圖2、圖3、圖4、圖5、圖7、圖8、圖9所示，由非對稱狹縫 結(jié)構(gòu)形成分支臂的Y分叉型硅光波導(dǎo)偏振分離器。取頂層硅厚度為340納米， 二氧化硅緩沖層9厚度為1微米的SOI片子，在頂層熱氧化出一層二氧化硅作 為掩膜，采用E-beam直寫的方法，刻蝕出器件結(jié)構(gòu)。包括輸入波導(dǎo)1，雙狹縫 分支結(jié)構(gòu)的第一組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)2，左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂3，右半支狹 縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂4，單狹縫結(jié)構(gòu)的左半支第二組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)5和右半支第 二組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)6，和兩根輸出波導(dǎo)7。左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂3、右 半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂4之間夾角為0.3。。左半支狹縫結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫 13寬度Wsl為80納米，左半支狹縫結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫狹縫外側(cè)的波導(dǎo)11的 寬度Wlo和左半支狹縫結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫狹縫內(nèi)側(cè)的波導(dǎo)12的寬度Wli均為 250納米。右半支狹縫結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫16寬度Wsr為140納米，右半支狹 縫結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫狹縫內(nèi)側(cè)的波導(dǎo)14的寬度Wri為290納米，右半支狹縫 結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫狹縫外側(cè)的波導(dǎo)15的寬度Wro為260納米。第一組模斑轉(zhuǎn) 換結(jié)構(gòu)中兩根狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂之間的狹縫17的寬度為80納米。利用狹 縫波導(dǎo)的特性，在左半支狹縫結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫13、右半支狹縫結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫16、以及第一組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中兩根狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂之間的狹 縫17中間沉積以低折射率的二氧化硅，實現(xiàn)對光場的限制。并作為器件的上包 層。輸入波導(dǎo)1和輸出波導(dǎo)7均能同時支持橫電模TE和橫磁模TM。
高斯形式分布的橫電模TE和橫磁模TM同時通過輸入波導(dǎo)1輸入器件，經(jīng) 過第一組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)2轉(zhuǎn)換成非高斯形式的狹縫模式，分別引入左半支狹縫 波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂3和右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂4。對橫電模來說，上述結(jié) 構(gòu)的器件，右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂4的有效折射率高于左半支狹縫波導(dǎo) 結(jié)構(gòu)的分支臂3，故而橫電模經(jīng)由較高有效折射率的右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支 臂4輸入右半支第二組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)6，再次轉(zhuǎn)換成高斯形式分布的模場，從右 側(cè)輸出波導(dǎo)7輸出。而對橫磁模來說，上述結(jié)構(gòu)的器件，左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu) 的分支臂3的有效折射率高于右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂4，故而橫磁模經(jīng)由 較高有效折射率的左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂3輸入左半支第二組模斑轉(zhuǎn)換 結(jié)構(gòu)5，再次轉(zhuǎn)換成高斯形式分布的模場，從左側(cè)輸出波導(dǎo)7輸出。器件從而完 成了偏振分離功能，同時通過左右兩根輸出波導(dǎo)分別輸出分離后的橫磁模和橫 電模，兩種模式的消光比均達(dá)到了30dB以上。整個器件長度小于700微米。
權(quán)利要求
1、一種基于狹縫結(jié)構(gòu)的硅光波導(dǎo)偏振分離器，包括輸入結(jié)構(gòu)(18)、左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂(3)、右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂(4)、左半支輸出結(jié)構(gòu)(19)和右半支輸出結(jié)構(gòu)(20)，輸入結(jié)構(gòu)(18)的左輸出端經(jīng)左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂(3)與左半支輸出結(jié)構(gòu)(19)相連，輸入結(jié)構(gòu)(18)的右輸出端經(jīng)右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂(4)與右半支輸出結(jié)構(gòu)(20)相連，兩根狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂呈Y型分叉結(jié)構(gòu)；其特征在于左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫(13)寬度小于右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫(16)寬度，左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫外側(cè)的波導(dǎo)(11)和左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫內(nèi)側(cè)的波導(dǎo)(12)寬度相等，右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫內(nèi)側(cè)的波導(dǎo)(14)寬度大于右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫外側(cè)的波導(dǎo)(15)寬度。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于狹縫結(jié)構(gòu)的硅光波導(dǎo)偏振分離器，其特 征在于所述左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫外側(cè)的波導(dǎo)(ll)、左半支狹縫 波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫內(nèi)側(cè)的波導(dǎo)(12)、右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫 內(nèi)側(cè)的波導(dǎo)(14)和右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫外側(cè)的波導(dǎo)(15)均為硅波 導(dǎo)；左半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫(13)、右半支狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的 狹縫(16)、以及輸入結(jié)構(gòu)(18)的第一組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中兩根狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支 臂之間的狹縫(17)中沉積二氧化硅，并以二氧化硅作為上包層。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于狹縫結(jié)構(gòu)的硅光波導(dǎo)偏振分離器，其特 征在于所述輸入結(jié)構(gòu)(18)，由輸入波導(dǎo)(1)和第一組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)(2)構(gòu)成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于狹縫結(jié)構(gòu)的硅光波導(dǎo)偏振分離器，其特 征在于所述左半支輸出結(jié)構(gòu)(19)由左半支第二組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)(5)和輸出波導(dǎo)(7) 構(gòu)成；右半支輸出結(jié)構(gòu)(20)由右半支第二組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)(6)和輸出波導(dǎo)(7)構(gòu) 成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于狹縫結(jié)構(gòu)的硅光波導(dǎo)偏振分離器，其特 征在于所述輸入結(jié)構(gòu)(18)中的第一組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)(2)為三狹縫結(jié)構(gòu)或雙狹縫分 支結(jié)構(gòu)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于狹縫結(jié)構(gòu)的硅光波導(dǎo)偏振分離器，其特 征在于所述左半支第二組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)(5)和右半支第二組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)(6)均 為單狹縫結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于狹縫結(jié)構(gòu)的硅光波導(dǎo)偏振分離器。包括輸入結(jié)構(gòu)，兩根狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂和輸出結(jié)構(gòu)；三個結(jié)構(gòu)依次相連，兩根狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂的狹縫兩側(cè)以及輸入結(jié)構(gòu)中兩根狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分支臂之間的狹縫兩側(cè)的波導(dǎo)均為硅波導(dǎo)，狹縫中沉積二氧化硅，并以二氧化硅作為上包層。兩根分支臂的寬度不對稱。輸入波導(dǎo)通過第一組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)與分支臂前端相連。分支臂后端通過第二組模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)與輸出波導(dǎo)相連。通過調(diào)節(jié)狹縫寬度和狹縫兩側(cè)的波導(dǎo)的寬度，不借助任何外加有源調(diào)制手段，實現(xiàn)偏振分離功能。本結(jié)構(gòu)兼容于CMOS加工工藝。
文檔編號G02B6/27GK101546015SQ200910098259
公開日2009年9月30日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者楊建義, 江曉清, 帆 王, 翔 王, 王明華, 肖司淼, 郝寅雷 申請人:浙江大學(xué)