光隔離裝置和光隔離方法

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光隔離裝置和光隔離方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供一種光隔離裝置和光隔離方法。本發(fā)明光隔離裝置，包括：第一偏振分束轉換器、第二偏振分束轉換器、TM模光隔離器；第一偏振分束轉換器用于接收TE模信號光，將TE模信號光轉換為TM模信號光，并將TM模信號光傳輸給TM模光隔離器；TM模光隔離器用于接收來自第一偏振分束轉換器的TM模信號光，并將TM模信號光傳輸給第二偏振分束轉換器；第二偏振分束轉換器用于接收來自TM模光隔離器的TM模信號光，將TM模信號光還原為TE模信號光，并將TE模信號光從第二偏振分束轉換器的輸出端輸出。本發(fā)明實施例實現了對TE模的光進行隔離，且器件尺寸小、工藝相對簡單。
【專利說明】光隔離裝置和光隔離方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明實施例涉及光通信技術，尤其涉及一種光隔離裝置和光隔離方法。

【背景技術】
[0002] 光隔離裝置的基本工作原理為：允許光從一個方向通過，阻止光從另一個方向通過。光隔離裝置的作用在于可以防止反射光對（如激光器等）有源光器件造成損害。目前在光通信領域中，沒有提供一種用于對橫電（Transverse Electric,TE)模的光進行隔離的光隔離裝置。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明實施例提供一種光隔離裝置和光隔離方法，以實現對TE模信號光進行光隔離。
[0004] 第一方面，本發(fā)明實施例提供一種光隔離裝置，包括：
[0005] 第一偏振分束轉換器、第二偏振分束轉換器、TM模光隔離器，所述第一偏振分束轉換器的輸出端與所述TM模光隔離器的輸入端連接，所述TM模光隔離器的輸出端與所述第二偏振分束轉換器的輸入端連接；
[0006] 所述第一偏振分束轉換器用于接收TE模信號光，將所述TE模信號光轉換為TM模信號光，并將所述TM模信號光從所述第一偏振分束轉換器的輸出端傳輸給所述TM模光隔離器；
[0007] 所述TM模光隔離器用于自所述TM模光隔離器的輸入端接收來自所述第一偏振分束轉換器的所述TM模信號光，并將所述TM模信號光通過所述TM模光隔離器的輸出端傳輸給所述第二偏振分束轉換器；
[0008] 所述第二偏振分束轉換器用于自所述第二偏振分束轉換器的輸入端接收來自所述TM模光隔離器的所述TM模信號光，將所述TM模信號光還原為所述TE模信號光，并將所述TE模信號光從所述第二偏振分束轉換器的輸出端輸出，所述第二偏振分束轉換器還用于接收從所述第二偏振分束轉換器的輸出端輸入的所述TE模信號光，將所述TE模信號光轉換為所述TM模信號光，并將所述TM模信號光從所述第二偏振分束轉換器的輸入端傳輸給所述TM模光隔離器的輸出端；
[0009] 所述TM模光隔離器還用于阻斷自所述TM模光隔離器的輸出端輸入的所述TM模信號光通過。
[0010] 結合第一方面，在第一方面的第一種實現方式中：
[0011] 所述第一偏振分束轉換器包括第一光波導、第二光波導和第三光波導，所述第一光波導的TE模的有效折射率和所述第二光波導的TE1階模的有效折射率相等，且所述第一光波導和所述第二光波導的間距位于〇. 2 μ m到0. 35 μ m的范圍內；
[0012] 所述第一光波導用于接收所述TE模信號光，并將所述TE模信號光耦合到所述第二光波導，所述TE模信號光耦合到所述第二光波導后轉化為TE1階模信號光；
[0013] 所述第二光波導用于將所述TE1階模信號光傳輸到所述第三光波導；
[0014] 所述第三光波導的輸入端與所述第二光波導連接，輸出端與所述TM模光隔離器連接，所述第三光波導用于將所述TE1階模信號光轉變成為所述TM模信號光，并將所述TM 模信號光傳輸給所述TM模光隔離器。
[0015] 結合第一方面的第一種實現方式，在第一方面的第二種實現方式中：
[0016] 所述第一光波導的寬度位于0. 36 μ m到0. 39 μ m的范圍內；
[0017] 所述第二光波導的寬度位于0. 73 μ m到0. 8 μ m的范圍內。
[0018] 結合第一方面的第一、第二種實現方式，在第一方面的第三種實現方式中：
[0019] 所述第一光波導的寬度在所述第一光波導的整體長度方向上是相等的。
[0020] 結合第一方面的第一至第三任一種實現方式，在第一方面的第四種實現方式中：
[0021] 所述第二光波導的寬度在所述第二光波導的整體長度方向上是相等的。
[0022] 結合第一方面的第一至第四任一種實現方式，在第一方面的第五種實現方式中：
[0023] 所述第三光波導的上包層為空氣；
[0024] 所述第三光波導的輸入端的寬度與所述第二光波導的寬度相等；
[0025] 所述第三光波導的輸出端的寬度位于0. 38 μ m到0. 6 μ m的范圍內；
[0026] 所述第三光波導的長度位于40 μ m到60 μ m的范圍內，所述第三光波導從所述第三光波導的輸入端到所述第三光波導的輸出端的寬度的變化趨勢為越來越小。
[0027] 結合第一方面的第五種實現方式，在第一方面的第六種實現方式中：
[0028] 所述第三光波導從所述第三光波導的輸入端到所述第三光波導的輸出端的寬度的變化趨勢為均勻變小。
[0029] 結合第一方面的第一至第六任一種實現方式，在第一方面的第七種實現方式中：
[0030] 所述第二偏振分束轉換器包括第四光波導、第五光波導和第六光波導，
[0031] 所述第四光波導的輸入端與所述TM模光隔離器連接，輸出端與所述第五光波導連接，所述第四光波導用于將所述TM模信號光轉變成為所述TE1階模信號光，并將所述TE1 階模信號光傳輸給所述第五光波導；
[0032] 所述第五光波導的TE1階模的有效折射率和所述第六光波導的TM模的有效折射率相等，所述第五光波導和所述第六光波導的間距位于〇. 2 μ m到0. 35 μ m的范圍內；
[0033] 所述第五光波導用于接收所述TE1階模信號光，并將所述TE1階模信號光耦合到所述第六光波導，所述TE1階模信號光耦合到所述第六光波導后還原為所述TE模信號光；所述第六光波導用于將所述TE模信號光輸出。
[0034] 結合第一方面的第七種實現方式，在第一方面的第八種實現方式中：
[0035] 所述第五光波導的寬度在0. 73 μ m到0. 8 μ m之間；
[0036] 所述第六光波導的寬度在0. 36 μ m到0. 39 μ m之間。
[0037] 結合第一方面的第七、第八種實現方式，在第一方面的第九種實現方式中：
[0038] 所述第五光波導的寬度沿所述第五光波導的長度方向上是相等的。
[0039] 結合第一方面的第七至第九任一種實現方式，在第一方面的第十種實現方式中：
[0040] 所述第六光波導的寬度沿所述第六光波導的長度方向上是相等的。
[0041] 結合第一方面的第七至第十任一種實現方式，在第一方面的第十一種實現方式中：
[0042] 所述第四光波導的上包層為空氣；
[0043] 所述第四光波導的輸入端的寬度位于0. 38 μ m到0. 6 μ m的范圍內；
[0044] 所述第四光波導的輸出端的寬度與所述第五光波導的寬度相等；
[0045] 所述第四光波導的長度位于40 μ m到60 μ m的范圍內，所述第四光波導從所述第四光波導的輸入端到所述第四光波導的輸出端的寬度的變化趨勢為越來越大。
[0046] 結合第一方面的第^ 種實現方式，在第一方面的第十二種實現方式中：
[0047] 所述第四光波導從所述第四光波導的輸入端到所述第四光波導的輸出端的寬度的變化趨勢為均勻變大。
[0048] 第二方面，本發(fā)明實施例提供一種光模塊，至少包括如第一方面中任一項所述的光隔離裝置和激光器，所述激光器用于產生所述TE模信號光，所述光隔離裝置用于對所述 TE模信號光進行光隔離。
[0049] 第三方面，本發(fā)明實施例提供光隔離方法，包括：
[0050] 將所述TE模信號光轉變?yōu)門M模信號光，并將所述TM模信號光通過TM模光隔離器的輸入端傳輸給所述TM模光隔離器；
[0051] 所述TM模光隔離器接收所述TM模信號光，并將所述TM模信號光通過所述TM模光隔離器的輸出端輸出；
[0052] 將自所述TM模光隔離器的輸出端輸出的所述TM模信號光還原為所述TE模信號光并輸出；
[0053] 將輸出的所述TE模信號光轉變?yōu)樗鯰M模信號光，并將所述TM模信號光通過所述TM模光隔離器的輸出端傳輸給所述TM模光隔離器，所述TM模光隔離器阻斷所述TM模信號光的傳輸。
[0054] 結合第三方面，在第三方面的第一種實現方式中，所述將所述TE模信號光轉變?yōu)?TM模信號光，具體包括：
[0055] 將所述TE模信號光轉變?yōu)門E1階模信號光，并將所述TE1階模信號光轉變?yōu)樗?TM模信號光。
[0056] 結合第三方面、或第三方面的第一種實現方式，在第三方面的第二種實現方式中，所述將所述TM模信號光還原為所述TE模信號光并輸出，包括：
[0057] 所述將所述TM模信號光還原為所述TE1階模信號光，并將所述TE1階模信號光還原為所述TE模信號光。
[0058] 可知，采用本發(fā)明實施例提供的光隔離裝置，包括：第一偏振分束轉換器、第二偏振分束轉換器和TM模光隔離器；其中，所述第一偏振分束轉換器和所述第二偏振分束轉換器分別與所述TM模光隔離器連接，所述TM模光隔離器位于所述第一偏振分束轉換器和所述第二偏振分束轉換器之間；入射的TE模信號光通過第一偏振分束轉換器轉化為TM模信號光，且第一偏振分束轉換器將TM模信號光傳輸給TM光隔離器；TM光隔離器將TM模信號光輸出給第二偏振分束轉換器；第二偏振分束轉換器將TM模信號光還原成TE模信號光并輸出。反之，在入射的TE模信號光通過第一偏振分束轉換器轉化為TM模信號光，且第二偏振分束轉換器將TM模信號光傳輸給TM光隔離器時，TM光隔離器將會阻斷該TM模信號光的傳輸，阻斷了該TM模信號光的傳輸也即阻斷了轉化為TM模信號光的TE模信號光的傳輸。所以，采用本發(fā)明實施例提供的技術方案，可以實現入射的TE模信號光通過第一偏振分束轉換器、TM模光隔離器和第二偏振分束轉換器傳輸出去，但是該TE模信號光沿著與其傳輸方向相反的方向回傳的時候，將會被阻斷，也即，采用本方案，可以實現對TE模信號光進行光隔離。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0059] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā) 明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0060] 圖1為本發(fā)明光隔離裝置實施例一的結構示意圖一；
[0061] 圖2為本發(fā)明光隔離裝置實施例一的結構示意圖二；
[0062] 圖3為本發(fā)明光隔離裝置實施例二的第一偏振分束轉換器結構示意圖；
[0063] 圖4為波導有效折射率隨波導寬度變化曲線圖；
[0064] 圖5為本發(fā)明光隔離裝置實施例三的第二偏振分束轉換器結構示意圖；
[0065] 圖6為本發(fā)明光隔離裝置實施例的TM模光隔離器結構示意圖；
[0066] 圖7為本發(fā)明光隔離裝置實施例四的結構示意圖一；
[0067] 圖8為本發(fā)明光隔離裝置實施例四的第一偏振分束轉換器結構示意圖；
[0068] 圖9為本發(fā)明光隔離裝置實施例四的結構示意圖二；
[0069] 圖10為本發(fā)明光隔離裝置實施例的波導結構組成示意圖；
[0070] 圖11為本發(fā)明光隔離裝置實施例的TM模光隔離器結構組成示意圖一；
[0071] 圖12為本發(fā)明光隔離裝置實施例的TM模光隔離器結構組成示意圖二；
[0072] 圖13為本發(fā)明光模塊實施例的結構示意圖；
[0073] 圖14為本發(fā)明光隔離方法實施例的流程圖。

【具體實施方式】
[0074] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0075] 圖1為本發(fā)明光隔離裝置實施例一的結構示意圖一，圖2為本發(fā)明光隔離裝置實施例一的結構示意圖二。如圖1和圖2所示，本實施例的光隔離裝置20可以包括：
[0076] 第一偏振分束轉換器201、第二偏振分束轉換器202、橫磁（Transverse Magnetic，簡稱TM)模光隔離器203,所述第一偏振分束轉換器201的輸出端與所述TM模光隔離器203的輸入端連接，所述TM模光隔離器203的輸出端與所述第二偏振分束轉換器 202的輸入端連接；
[0077] 所述第一偏振分束轉換器201用于接收TE模信號光，將所述TE模信號光轉換為 TM模信號光，并將所述TM模信號光從所述第一偏振分束轉換器201的輸出端傳輸給所述 TM模光隔離器203 ;
[0078] 所述TM模光隔離器203用于自所述TM模光隔離器203的輸入端接收來自所述第一偏振分束轉換器201的所述TM模信號光，并將所述TM模信號光通過所述TM模光隔離器 203的輸出端傳輸給所述第二偏振分束轉換器202 ;
[0079] 所述第二偏振分束轉換器202用于自所述第二偏振分束轉換器的輸入端接收來自所述TM模光隔離器203的所述TM模信號光，將所述TM模信號光還原為所述TE模信號光，并將所述TE模信號光從所述第二偏振分束轉換器202的輸出端輸出，所述第二偏振分束轉換器還用于接收從所述第二偏振分束轉換器的輸出端輸入的所述TE模信號光，將所述TE模信號光轉換為所述TM模信號光，并將所述TM模信號光從所述第二偏振分束轉換器的輸入端傳輸給所述TM模光隔離器的輸出端；
[0080] 所述TM模光隔離器203還用于阻斷自所述TM模光隔離器203的輸出端輸入的所述TM模信號光通過。
[0081] 具體地，該光隔離裝置20基于硅基平臺，使用絕緣襯底上的硅（Silicon On Insulator,簡稱SOI)波導，包含3部分：第一偏振分束轉換器201、第二偏振分束轉換器 202和TM模光隔離器203。TE模信號光輸入所述第一偏振分束轉換器201，經所述第一偏振分束轉換器201轉換為TM模信號光，所述TM模信號光從所述第一偏振分束轉換器201 的輸出端傳輸給所述TM模光隔離器203,并經所述TM模光隔離器203傳輸到所述第二偏振分束轉換器202,所述TM模信號光經所述第二偏振分束轉換器202后還原為所述TE模信號光，所述TE模信號光從所述第二偏振分束轉換器202的輸出端輸出。
[0082] 上述光隔離裝置20能夠保證TE模信號光正向通過并且保持了光的模式信息，對于反向入射的TE模信號光即從第二偏振分束轉換器傳輸到TM模光隔離器的TE模信號光，可以實現隔離。
[0083] 本實施例，光隔離裝置包括：第一偏振分束轉換器、第二偏振分束轉換器和TM模光隔離器，所述第一偏振分束轉換器的輸出端與所述TM模光隔離器的輸入端連接，所述TM 模光隔離器的輸出端與所述第二偏振分束轉換器的輸入端連接；所述第一偏振分束轉換器用于接收TE模信號光，將所述TE模信號光轉換為TM模信號光，并將所述TM模信號光傳輸給所述TM模光隔離器；所述TM模光隔離器用于接收來自所述第一偏振分束轉換器的所述 TM模信號光，并將所述TM模信號光傳輸給所述第二偏振分束轉換器；所述第二偏振分束轉換器用于接收來自所述TM模光隔離器的所述TM模信號光，將所述TM模信號光還原為所述 TE模信號光，并將所述TE模信號光從所述第二偏振分束轉換器的輸出端輸出。反之，在入射的TE模信號光通過第一偏振分束轉換器轉化為TM模信號光，且第二偏振分束轉換器將 TM模信號光傳輸給TM光隔離器時，TM光隔離器將會阻斷該TM模信號光的傳輸，阻斷了該 TM模信號光的傳輸也即阻斷了轉化為TM模信號光的TE模信號光的傳輸。所以，采用本發(fā) 明實施例提供的技術方案，可以實現入射的TE模信號光通過第一偏振分束轉換器、TM模光隔離器和第二偏振分束轉換器傳輸出去，但是該TE模信號光沿著與其傳輸方向相反的方向回傳的時候，將會被阻斷，也即，采用本方案，可以實現對TE模信號光進行光隔離。
[0084] 圖3為本發(fā)明光隔離裝置實施例二的第一偏振分束轉換器結構示意圖，圖4為波導有效折射率隨波導寬度變化曲線圖。在實施例一的基礎上，本實施例中，進一步地，所述第一偏振分束轉換器201包括第一光波導2010、第二光波導2011和第三光波導2012,所述第一光波導2010的TE模的有效折射率和所述第二光波導2011的TE1階模的有效折射率相等，且所述第一光波導2010和所述第二光波導2011的間距位于0. 2 μ m到0. 35 μ m的范圍內；
[0085] 所述第一光波導2010用于接收所述TE模信號光，并將所述TE模信號光耦合到所述第二光波導2011，所述TE模信號光耦合到所述第二光波導2011后轉化為TE1階模信號光；
[0086] 所述第二光波導2011用于將所述TE1階模信號光傳輸到所述第三光波導2012 ;
[0087] 所述第三光波導2012的輸入端與所述第二光波導2011連接，輸出端與所述TM模光隔離器連接，所述第三光波導2012用于將所述TE1階模信號光轉變成為所述TM模信號光，并將所述TM模信號光傳輸給所述TM模光隔離器。
[0088] 可選地，所述第一光波導的寬度位于0. 36μπι到0. 39μπι的范圍內；
[0089] 所述第二光波導的寬度位于0. 73 μ m到0. 8 μ m的范圍內。
[0090] 可選地，所述第一光波導的寬度在所述第一光波導的整體長度方向上是相等的。
[0091] 可選地，所述第二光波導的寬度在所述第二光波導的整體長度方向上是相等的。
[0092] 具體地，如圖3所示，所述第一偏振分束轉換器201由SOI上硅Si納米線波導實現，所述TE模信號光輸入所述第一光波導2010,并從所述第一光波導2010稱合到所述第二光波導2011，所述第一光波導2010的TE模的有效折射率和所述第二光波導2011的TE1 階模的有效折射率相等，發(fā)生耦合，所述TE模光信號耦合到所述第二光波導2011后轉化為 TE1階模信號光，如圖4中虛線箭頭1所示；圖4中ΤΕ0表示TE基膜的信號光也就是TE模的信號光，TE1表示TE1階模信號光，TE2表示TE2階模信號光，ΤΜ0表示TM基膜的信號光也就是TM模的信號光。本發(fā)明實施例中的波導的高度采用220nm的高度。
[0093] 所述第一光波導2010和所述第二光波導2011相稱合部位的長度，即圖3中h的長度，以將輸入到所述第一光波導2010內的所述TE模信號光全部f禹合到所述第二光波導 2011為準。
[0094] 所述TE1階模信號光經所述第二光波導2011傳輸到所述第三光波導2012,所述 TE1階模信號光經所述第三光波導2012轉變?yōu)樗鯰M模信號光傳輸到所述TM模光隔離器 203。所述第一光波導2010和所述第二光波導2011的耦合部分的間距，即圖3中的的屯位于0. 2 μ m到0. 35 μ m的范圍內。
[0095] 第一光波導2010的寬度即圖3中可以位于0. 36μπι到0. 39μπι的范圍內；所述第二光波導2011的寬度即圖3中％可以位于0. 73μπι到0. 8μπι的范圍內。所述第一光波導2010的寬度在所述第一光波導2010的整體長度方向上是相等的，即圖3中從左到右的方向上寬度Α相等。所述第二光波導2011的寬度在所述第二光波導2011的整體長度方向上是相等的，即圖3中從左到右的方向上寬度w 2相等。波導的寬度決定了其傳輸的信號光的模式。第一光波導和第二光波導寬度不相等，第二光波導的寬度大于第一光波導的寬度，才能實現圖4中虛線箭頭1所示的所述TE模光信號由第一光波導耦合到所述第二光波導后轉化為TE1階模信號光。
[0096] 可選地，所述第三光波導的上包層為空氣，
[0097] 所述第三光波導的輸入端的寬度與所述第二光波導的寬度相等，
[0098] 所述第三光波導的輸出端的寬度位于0. 38 μ m到0. 6 μ m的范圍內，
[0099] 所述第三光波導的長度位于40 μ m到60 μ m大于或等于20 μ m的范圍內，所述第三光波導從所述第三光波導的輸入端到所述第三光波導的輸出端的寬度的變化趨勢為越來越小。
[0100] 可選地，所述第三光波導從所述第三光波導的輸入端到所述第三光波導的輸出端的寬度的變化趨勢為均勻變小。
[0101] 具體地，為了實現由TE1階模信號光轉化為TM模信號光，所述第三光波導2012的上包層可以為空氣，如果上包層為Si0 2則不能實現由TE1階模信號光轉化為TM模信號光，即如圖4所示，虛線圓圈表示樽式混渚區(qū)域,即可以進行模式轉化，上包層不為Si0 2 (比如用空氣）才有這個區(qū)域，才能實現虛線箭頭2所示的模式轉化的功能。
[0102] 由圖4中可以看出，所述第三光波導2012的輸出端的寬度可以位于0.38μπι到 0. 6μπι的范圍內，由于所述第二光波導2011的寬度即圖3中《2可以位于0. 73μπι到0. 8μπι 的范圍內，則所述第三光波導2012從所述第三光波導2012的輸入端到所述第三光波導 2012的輸出端的寬度的變化趨勢為越來越小，即如圖3中從左到右寬度逐漸變小，具體可以是均勻變化的。
[0103] 所述第三光波導2012的長度即圖3中12可以位于40μπι到60μπι的范圍內。
[0104] 圖3中的第一偏振分束轉換器201僅為不意性的一種實現方式，其中，ΤΕ模信號光輸入所述第一光波導2010與第二光波導稱合之前的第一光波導可以為直線型波導，即與第二光波導的距離相同，稱合之后的第一光波導可以沒有，或者遠離第三光波導這樣可以避免光信號產生耦合。
[0105] 本實施例，所述第一偏振分束轉換器包括第一光波導、第二光波導和第三光波導，所述第一光波導的ΤΕ模的有效折射率和所述第二光波導的ΤΕ1階模的有效折射率相等，所述第一光波導用于接收所述ΤΕ模信號光，并將所述ΤΕ模信號光耦合到所述第二光波導，所述ΤΕ模信號光耦合到所述第二光波導后轉化為ΤΕ1階模信號光；所述第二光波導用于將所述ΤΕ1階模信號光傳輸到所述第三光波導；所述第三光波導的輸入端與所述第二光波導連接，輸出端與所述ΤΜ模光隔離器連接，所述第三光波導用于將所述ΤΕ1階模信號光轉變成為所述ΤΜ模信號光，并將所述ΤΜ模信號光傳輸給所述ΤΜ模光隔離器，實現了將ΤΕ模信號光轉化為ΤΜ模信號光。
[0106] 圖5為本發(fā)明光隔離裝置實施例三的第二偏振分束轉換器結構示意圖，在實施例二的基礎上，本實施例中，進一步地，所述第二偏振分束轉換器202包括第四光波導2020、第五光波導2021和第六光波導2022 ;
[0107] 所述第四光波導2020的輸入端與所述ΤΜ模光隔離器連接，輸出端與所述第五光波導2021連接，所述第四光波導2020用于將所述ΤΜ模信號光轉變成為所述ΤΕ1階模信號光，并將所述ΤΕ1階模信號光傳輸給所述第五光波導2021 ;
[0108] 所述第五光波導2021的ΤΕ1階模的有效折射率和所述第六光波導2022的ΤΜ模的有效折射率相等，所述第五光波導2021和所述第六光波導2022的間距位于0. 2 μ m到 0. 35 μ m的范圍內；
[0109] 所述第五光波導2021用于接收所述TE1階模信號光，并將所述TE1階模信號光耦合到所述第六光波導2022,所述TE1階模信號光耦合到所述第六光波導2022后還原為所述 TE模信號光；所述第六光波導2022用于將所述TE模信號光輸出。
[0110] 可選地，所述第五光波導的寬度在0. 73μπι到0.8μπι之間；
[0111] 所述第六光波導的寬度在〇. 36μπι到0. 39μπι之間。
[0112] 可選地，所述第五光波導的寬度沿所述第五光波導的長度方向上是相等的。
[0113] 可選地，所述第六光波導的寬度沿所述第六光波導的長度方向上是相等的。
[0114] 可選地，所述第四光波導的上包層為空氣；
[0115] 所述第四光波導的輸入端的寬度位于〇. 38μπι到0. 6μπι的范圍內；
[0116] 所述第四光波導的輸出端的寬度與所述第五光波導的寬度相等；
[0117] 所述第四光波導的長度位于40 μ m到60 μ m的范圍內，所述第四光波導從所述第四光波導的輸入端到所述第四光波導的輸出端的寬度的變化趨勢為越來越大。
[0118] 可選地，所述第四光波導從所述第四光波導的輸入端到所述第四光波導的輸出端的寬度的變化趨勢為均勻變大。
[0119] 具體地，如圖5所示，所述第二偏振分束轉換器202由SOI上硅Si納米線波導實現，所述TM模信號光從所述第四光波導2020的輸入端輸入，經所述第四光波導2020后轉變?yōu)樗鯰E1階模信號光，所述TE1階模信號光從所述第四光波導2020的輸出端傳遞到所述第五光波導2021，并從所述第五光波導2021稱合到所述第六光波導2022,所述TE1階模信號光耦合到所述第六光波導2022后還原為所述TE模信號光。
[0120] 為了實現由TM模信號光轉化為TE1階模信號光，所述第四光波導2020的上包層可以為空氣，如果上包層為Si0 2則不能實現由TM模信號光轉化為TE1階模信號光，即如圖 4所示，虛線圓圈表示樽式混淆區(qū)域，即可以講行樽式轉化，上包層不為Si0 2(比如用空氣）才有這個區(qū)域，才能實現虛線箭頭2所示的模式轉化的功能。
[0121] 由圖4中可以看出，所述第四光波導2020的輸入端的寬度可以位于0.38μπι到 0. 6 μ m的范圍內，由于所述第五光波導2021的寬度即圖5中w2在0. 73 μ m到0. 8 μ m之間，則所述第四光波導2020從第四光波導2020的輸入端到所述第四光波導2020的輸出端的寬度的變化趨勢為越來越大，即如圖5中從左到右寬度逐漸變大，具體可以是均勻變化的。
[0122] 所述第四光波導2020的長度即圖5中12位于40μπι到60μπι的范圍內。
[0123] 所述ΤΕ1階模信號光輸入所述第五光波導2021，所述第五光波導2021的ΤΕ1階模的有效折射率和所述第六光波導2022的ΤΕ模的有效折射率相等，發(fā)生耦合，所述ΤΕ1階模信號光耦合到所述第六光波導2022后還原為所述ΤΕ模信號光，如圖4中虛線箭頭1所示，所述第五光波導2021和所述第六光波導2022的耦合部分的間距，即圖5中的屯位于 0. 2 μ m到0. 35 μ m的范圍內。
[0124] 所述第五光波導2021和所述第六光波導2022相耦合部位的長度，即圖5中h的長度，以將輸入到所述第五光波導2021內的所述TE1階模信號光全部f禹合到所述第六光波導2022為準。
[0125] 所述第六光波導2020的寬度即圖5中&可以位于0.36 μ m到0.39 μ m的范圍內；所述第五光波導2021的寬度即圖3中w2可以位于0. 73 μ m到0. 8 μ m的范圍內。所述第六光波導2020的寬度在所述第六光波導2020的整體長度方向上是相等的，即圖5中從左到右的方向上寬度A相等。所述第五光波導2021的寬度在所述第五光波導2021的整體長度方向上是相等的，即圖5中從左到右的方向上寬度w 2相等。波導的寬度決定了其傳輸的信號光的模式。第五光波導和第六光波導寬度不相等，第五光波導的寬度大于第六光波導的寬度，才能實現圖4中虛線箭頭1所示的所述TE1階模光信號由第五光波導耦合到所述第六光波導后轉化為TE模信號光。
[0126] 圖5中的第二偏振分束轉換器202僅為示意性的一種實現方式，所述第二偏振分束轉換器202和所述第一偏振分束轉換器201的結構可以是對稱結構；其中，TE模信號光奉禹合到所述第六光波導2022之后的光波導可以為直線型波導輸出所述TE模信號光，f禹合之前的第六光波導可以沒有，或者遠離第五光波導和第四光波導這樣可以避免光信號產生耦合。
[0127] 本實施例，所述第二偏振分束轉換器包括第四光波導、第五光波導和第六光波導，所述第四光波導的輸入端與所述TM模光隔離器連接，輸出端與所述第五光波導連接，所述第四光波導用于將所述TM模信號光轉變成為所述TE1階模信號光，并將所述TE1階模信號光傳輸給所述第五光波導；所述第五光波導的TE1階模的有效折射率和所述第六光波導的 TM模的有效折射率相等，所述第五光波導用于接收所述TE1階模信號光，并將所述TE1階模信號光耦合到所述第六光波導，所述TE1階模信號光耦合到所述第六光波導后還原為所述 TE模信號光；所述第六光波導用于將所述TE模信號光輸出，將TM模信號光轉化為TE模信號光，實現了 TE模信號光的還原。
[0128] 圖6為本發(fā)明光隔離裝置實施例的TM模光隔離器結構示意圖，進一步地，在上述實施例的基礎上，TM模光隔離器203可以采用馬赫-曾德爾干涉儀型器件（Mach-Zehnder Interferometer,簡稱MZI)，原理如下：采用摻Ce的紀鐵石槽石Ce:YIG鍵合到絕緣襯底上的娃（Silicon On Insulator,簡稱SOI)波導上施加磁場，即由娃線波導制作而成，MZI上覆蓋有磁光材料。
[0129] 磁光材料可以通過鍵合集成到MZI上，包括直接鍵合和使用苯并環(huán)丁烯BCB的粘接鍵合。在MZI兩臂施加有平行反向的磁場（圖6中箭頭所指的方向），施加磁場這部分為非互易相移器，上下通路通過光程差實現互易相移器。在硅線波導中，TM模信號光的模場有一部分處于波導的外面，因此TM模信號光的模場在磁光材料中有一定的能量分布。對于單個的TM模光隔離器203來說，無磁場施加時的TM模信號光的傳播常數為β，有磁場施加時，正向傳播的ΤΜ模信號光和反向傳播的ΤΜ模信號光的傳播常數為β?和β2,其滿足關系δ β = β?-β = β-β2;正向工作時，因磁場導致的傳播常數變化，使得上臂和下臂產生磁光相移Φ-和Φ+，通過設置非互易臂長LN，得到上臂相對下臂的非互易相移為 (β 1- β 2) X LN = - π /2,通過設置TM模光隔離器203上路和下路的長度差LK，可以得到互易相移為β XLK= (4η+1)Χ π/2(η為整數）。因此傳播兩路TM模信號光的總相位差為 0,發(fā)生相長干涉，實現正向通過。對于反向傳播的ΤΜ模信號光，對于ΤΜ模光隔離器203來說，上下臂的磁光相移互換，上路相對下路的非互易相移為η/2,互易相移仍為π/2,總相位差為π。因此實現干涉相消，實現ΤΜ模信號光隔離的功能。
[0130] 圖7為本發(fā)明光隔離裝置實施例四的結構示意圖一，圖8為本發(fā)明光隔離裝置實施例四的第一偏振分束轉換器結構示意圖，圖9為本發(fā)明光隔離裝置實施例四的結構示意圖二。如圖7-圖9所示，本實施例的光隔離裝置70可以包括：第一偏振分束轉換器701、第二偏振分束轉換器702、第一 ΤΜ模光隔離器703和第二ΤΜ模光隔離器704 ;其中，所述第一偏振分束轉換器701的第一輸出端與所述第一 ΤΜ模光隔離器703連接，所述第一偏振分束轉換器701的第二輸出端與所述第二ΤΜ模光隔離器703連接；所述第二偏振分束轉換器 702的第一輸入端與所述第一 ΤΜ模光隔離器連接，所述第二偏振分束轉換器702的第二輸入端與所述第二ΤΜ模光隔離器連接。
[0131] 所述第一偏振分束轉換器701用于接收TE模信號光和TM模信號光的混合光，將所述TE模信號光轉換為TM模信號光，并將由所述TE模信號光轉換的所述TM模信號光從所述第一偏振分束轉換器701的輸出端傳輸給所述第一 TM模光隔離器703 ;將原本輸入的所述TM模信號光傳輸給所述第二TM模光隔離器704。
[0132] 所述第一 TM模光隔離器703用于自所述TM模光隔離器703的輸入端接收來自所述第一偏振分束轉換器701的第一輸出端的所述TM模信號光；所述第二TM模光隔離器704 用于接收來自所述第一偏振分束轉換器701的第二輸出端的所述TM模信號光，并將所述TM 模信號光通過所述TM模光隔離器703的輸出端傳輸給所述第二偏振分束轉換器202。
[0133] 所述第二偏振分束轉換器702的第一輸入端用于接收來自所述第一 TM模光隔離器703的所述TM模信號光，并將所述來自所述第一 TM模光隔離器703的所述TM模信號光還原為所述TE模信號光，所述第二偏振分束轉換器702的第二輸入端用于接收來自所述第二TM模光隔離器704的所述TM模信號光，并將所述TE模信號光和來自所述第二TM模光隔離器704的所述TM模信號光的混合光從所述第二偏振分束轉換器702的輸出端輸出。
[0134] 所述第二偏振分束轉換器702還用于接收從所述第二偏振分束轉換器702的輸出端輸入的所述TE模信號光，將所述TE模信號光轉換為所述TM模信號光，并將所述TM模信號光從所述第二偏振分束轉換器702的第一輸入端傳輸給所述TM模光隔離器703的輸出端；所述TM模光隔離器703還用于阻斷自所述TM模光隔離器703的輸出端輸入的所述TM 模信號光通過。
[0135] 所述第一 TM模光隔離器703和所述第二TM模光隔離器704包括設置在襯底上的兩段平行的硅線波導，所述波導上附有磁光材料；所述第一 TM模光隔離器703和所述第二 TM模光隔離器704光隔離裝置用于通過正向傳播的TM模信號光，并隔離反向傳播的TM模信號光，具體結構如圖6所示。
[0136] 所述第一偏振分束轉換器701包括：
[0137] 第一光波導7010、第二光波導7011、第三光波導7012和第四光波導7013,如圖8 所示，所述第一偏振分束轉換器701由SOI上硅Si納米線波導實現，所述TE模信號光和所述TM模信號光的混合光輸入所述第一光波導7010,由于所述TE模信號光和所述TM模信號光的有效折射率不同，所述第一光波導7010和所述第四光波導7013上的TM模的有效折射率相等，則所述第一光波導7010上傳輸的所述TM模信號光耦合到所述第四光波導7013上傳輸，所述TE模信號光從所述第一光波導7010耦合到所述第二光波導7011，所述第一光波導7010的TE模的有效折射率和所述第二光波導7011的TE1階模的有效折射率相等，發(fā)生耦合，所述TE模光信號耦合到所述第二光波導7011后轉化為TE1階模信號光。
[0138] 所述第一光波導7010和所述第二光波導7011相稱合部位的長度，即圖8中h的長度，以將輸入到所述第一光波導7010內的所述TE模信號光全部f禹合到所述第二光波導 7011為準。
[0139] 所述第一光波導7010和所述第四光波導7013相耦合部位的長度，即圖8中13的長度，以將所述第一光波導7010內的所述TM模信號光全部f禹合到所述第四光波導7013為準。
[0140] 所述TE1階模信號光經所述第二光波導7011傳輸到所述第三光波導7012,所述 TE1階模信號光經所述第三光波導7012轉變?yōu)樗鯰M模信號光傳輸到所述第一 TM模光隔離器703。所述第一光波導7010和所述第二光波導7011的間距，即圖8中的di位于0. 2 μ m 到0. 35 μ m的范圍內。
[0141] 第一光波導7010的寬度即圖8中&可以位于0. 36μπι到0. 39μπι的范圍內；所述第二光波導7011的寬度即圖8中《2可以位于0. 73μπι到0. 8μπι的范圍內。所述第一光波導7010的寬度在所述第一光波導7010的整體長度方向上是相等的，即圖8中從左到右的方向上寬度Α相等。所述第二光波導7011的寬度在所述第二光波導7011的整體長度方向上是相等的，即圖8中從左到右的方向上寬度w 2相等。所述第四光波導7013的寬度在所述第四光波導7013的整體長度方向上是相等的，即圖8中從左到右的方向上寬度w 3 相等波導的寬度決定了其傳輸的信號光的模式。第一光波導和第二光波導寬度不相等，第二光波導的寬度大于第一光波導的寬度，才能實現圖4中虛線箭頭1所示的所述TE模光信號由第一光波導耦合到所述第二光波導后轉化為TE1階模信號光。
[0142] 具體地，為了實現由TE1階模信號光轉化為TM模信號光，所述第三光波導7012的上包層可以為空氣，如果上包層為Si0 2則不能實現由TE1階模信號光轉化為TM模信號光，即如圖4所示，虛線圓圈表示模式混淆區(qū)域，即可以進行模式轉化，上包層不為Si0 2 (比如用空氣）才有這個區(qū)域，才能實現虛線箭頭2所示的模式轉化的功能。
[0143] 由圖4中可以看出，所述第三光波導7012的輸出端的寬度可以位于0.38μπι到 0. 6μπι的范圍內，由于所述第二光波導7011的寬度即圖8中《2可以位于0. 73μπι到0. 8μπι 的范圍內，則所述第三光波導7012從所述第三光波導7012的輸入端到所述第三光波導 7012的輸出端的寬度的變化趨勢為越來越小，即如圖8中從左到右寬度逐漸變小，具體可以是均勻變化的。
[0144] 所述第三光波導7012的長度即圖8中可以12位于40μπι到60μπι的范圍內。
[0145] 所述第一偏振分束轉換器701和所述第二偏振分束轉換器702的結構可以是對稱結構，此處不再贅述。
[0146] 本實施例，光隔離裝置包括：第一偏振分束轉換器、第二偏振分束轉換器、第一 ΤΜ 模光隔離器和第二ΤΜ模光隔離器；其中，所述第一偏振分束轉換器用于接收ΤΕ模信號光和 ΤΜ模信號光的混合光，將所述ΤΕ模信號光轉換為ΤΜ模信號光，并將由所述ΤΕ模信號光轉換的所述ΤΜ模信號光傳輸給所述第一 ΤΜ模光隔離器；將原本輸入的所述ΤΜ模信號光傳輸給所述第二ΤΜ模光隔離器；所述第一 ΤΜ模光隔離器用于接收來自所述第一偏振分束轉換器的第一輸出端的所述ΤΜ模信號光；所述第二ΤΜ模光隔離器用于接收來自所述第一偏振分束轉換器的第二輸出端的所述ΤΜ模信號光，并將所述ΤΜ模信號光傳輸給所述第二偏振分束轉換器；所述第二偏振分束轉換器的第一輸入端用于接收來自所述第一 ΤΜ模光隔離器的所述ΤΜ模信號光，所述第二偏振分束轉換器的第二輸入端用于接收來自所述第二ΤΜ 模光隔離器的所述ΤΜ模信號光，并將所述來自所述第一 ΤΜ模光隔離器的所述ΤΜ模信號光還原為所述ΤΕ模信號光，并將所述ΤΕ模信號光和來自所述第二ΤΜ模光隔離器的所述ΤΜ模信號光的混合光從所述第二偏振分束轉換器的輸出端輸出，允許通過正向傳輸的ΤΕ模信號光和ΤΜ模信號光的混合光，并隔離反向傳輸的ΤΕ模信號光和ΤΜ模信號光的混合光，以實現對ΤΕ模信號光和ΤΜ模信號光的混合光進行光隔離，進一步的，所述第二偏振分束轉換器還用于接收從所述第二偏振分束轉換器的輸出端輸入的所述ΤΕ模信號光，將所述ΤΕ模信號光轉換為所述ΤΜ模信號光，并將所述ΤΜ模信號光從所述第二偏振分束轉換器的輸入端傳輸給所述TM模光隔離器的輸出端；所述TM模光隔離器還用于阻斷自所述TM模光隔離器的輸出端輸入的所述TM模信號光通過。
[0147] 圖10為本發(fā)明光隔離裝置實施例的波導結構組成示意圖，圖11為本發(fā)明光隔離裝置實施例的TM模光隔離器結構組成示意圖一，圖12為本發(fā)明光隔離裝置實施例的TM模光隔離器結構組成示意圖二。
[0148] 可選地，上述實施例中的光波導為在絕緣襯底上通過電子束曝光EBL或者深紫外曝光DUV制作的硅Si納米線波導。
[0149] 可選地，所述平行的硅線波導為在絕緣襯底上通過電子束曝光EBL或者深紫外曝光DUV制作的硅Si納米線波導。
[0150] 具體地，本發(fā)明實施例的光隔離裝置20、光隔離裝置70可以首先通過電子束曝光 EBL或深紫外曝光DUV制作Si納米線波導（如圖10所示），磁光材料可以選擇在非磁性石榴石結晶襯底SGGG襯底上生長的摻Ce的釔鐵石榴石（Ce :YIG)，該磁光材料對1550nm波長的光有-4500° /cm的法拉第旋轉角。如圖11和圖12所示，磁光材料通過直接鍵合或者粘接鍵合覆蓋至兩個TM模光隔離器區(qū)域。
[0151] 如圖8所示，第一偏振分束轉換器僅給出一組可以實現分束轉換功能的參數：第一光波導寬度A為0.37 μ m，第四光波導寬度《3為0.37 μ m，第二光波導的寬度w2為 0· 751 μ m，第三光波導的長度12為30 μ m，第三光波導的窄端寬度w4為0· 37 μ m，第一光波導的和第四光波導組成的f禹合器f禹合長度取5. 6 μ m，第一光波導與第四光波導的奉禹合部分的波導間距d2為0. 33 μ m，第一光波導和第二光波導的稱合部分的稱合長度h為 10. 5 μ m，第一光波導和第二光波導|禹合部分的波導間距屯為0. 1395 μ m。上述參數可以實現第一偏振分束轉換器的功能，但是并非性能最優(yōu)參數。
[0152] 以直接鍵合為例，第一 TM模光隔離器703和第二TM模光隔離器704波導寬度設置為450nm時，需要的非互易臂長LN為410 μ m?；ヒ妆坶L可以根據相位條件調整，影響器件帶寬性能。
[0153] 本發(fā)明實施例實現了偏振無關工作，且工藝難度較低，可操作性強。隔離度與TM 模光隔離器幾乎一致，所以該性能指標很好。帶寬特性上，TM模光隔離器可以通過調節(jié)互易相移光程差增大自由光譜區(qū)域（Free Spectral Range，簡稱FSR)以增大帶寬，偏振分束轉換器為寬帶器件，所以可以實現寬帶工作。器件尺寸上，偏振分束轉換器尺寸相比磁光材料覆蓋區(qū)域很小，即本發(fā)明偏振無關型硅基光隔離裝置的尺寸近似等于TM模光隔離器。
[0154] 本發(fā)明實施例偏振無關型硅基光隔離裝置，包括：兩個偏振分束轉換器和兩個磁橫模TM模光隔離器；其中，所述兩個偏振分束轉換器分別與兩個所述TM模光隔離器連接；所述TM模光隔離器位于所述兩個偏振分束轉換器之間；所述兩個偏振分束轉換器的結構對稱設置；所述偏振分束轉換器用于將入射光分成電橫模TE模和TM模，并在所述TE模和所述TM模之間互相轉化；所述TM模光隔離器包括設置在襯底上的兩段平行的硅線波導，所述波導上附有磁光材料；所述TM模光隔離器用于通過正向傳播的入射光，并隔離反向傳播的入射光，實現了偏振無關的高隔離度、帶寬大、工作穩(wěn)定的光隔離裝置，且器件尺寸小、工藝相對簡單，以解決現有技術的制作工藝較復雜，且改變了入射光的模式的問題。
[0155] 圖13為本發(fā)明光模塊實施例的結構示意圖。如圖13所示，本實施例的光模塊130，至少包括如光隔離裝置實施例所述的任一光隔離裝置和激光器，所述激光器用于產生所述 TE模信號光，所述光隔離裝置用于對所述TE模信號光進行光隔離。
[0156] 所述激光器還用于產生所述TE模信號光和所述TM模信號光的混合光，所述光隔離裝置用于對所述TE模信號光和所述TM模信號光的混合光進行光隔離。
[0157] 本實施例中的光隔離裝置，可以采用如光隔離裝置實施例中任一所述的光隔離裝置實現，其實現原理和技術效果類似，此處不再贅述。
[0158] 圖14為本發(fā)明光隔離方法實施例的流程圖，如圖14所示，本實施例的方法可以包括：
[0159] 步驟1401、將所述TE模信號光轉變?yōu)門M模信號光，并將所述TM模信號光通過TM 模光隔離器的輸入端傳輸給所述TM模光隔離器；
[0160] 步驟1402、所述TM模光隔離器接收所述TM模信號光將所述TM模信號光通過所述 TM模光隔離器的輸出端輸出；
[0161] 步驟1403、將自所述TM模光隔離器的輸出端輸出的所述TM模信號光還原為所述 TE模信號光并輸出；
[0162] 步驟1404、將輸出的所述TE模信號光轉變?yōu)樗鯰M模信號光，并將所述TM模信號光通過TM模光隔離器的輸出端傳輸給所述TM模光隔離器，所述TM模光隔離器阻斷所述 TM模信號光的傳輸。
[0163] 可選地，所述將所述TE模信號光轉變?yōu)門M模信號光，具體包括：
[0164] 將所述TE模信號光轉變?yōu)門E1階模信號光，并將所述TE1階模信號光轉變?yōu)樗?TM模信號光。
[0165] 可選地，所述將所述TM模信號光還原為所述TE模信號光并輸出，包括：
[0166] 所述將所述TM模信號光還原為所述TE1階模信號光，并將所述TE1階模信號光還原為所述TE模信號光。
[0167] 本實施例的方法，可以采用如光隔離裝置實施例中任一所述的光隔離裝置實現，其實現原理和技術效果類似，此處不再贅述。
[0168] 最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。
【權利要求】
1. 一種光隔離裝置，其特征在于，包括：第一偏振分束轉換器、第二偏振分束轉換器、橫磁TM模光隔離器，所述第一偏振分束轉換器的輸出端與所述TM模光隔離器的輸入端連接，所述TM模光隔離器的輸出端與所述第二偏振分束轉換器的輸入端連接；所述第一偏振分束轉換器用于接收橫電TE模信號光，將所述TE模信號光轉換為TM模信號光，并將所述TM模信號光從所述第一偏振分束轉換器的輸出端傳輸給所述TM模光隔離器；所述TM模光隔離器用于自所述TM模光隔離器的輸入端接收來自所述第一偏振分束轉換器的所述TM模信號光，并將所述TM模信號光通過所述TM模光隔離器的輸出端傳輸給所述第二偏振分束轉換器；所述第二偏振分束轉換器用于自所述第二偏振分束轉換器的輸入端接收來自所述TM 模光隔離器的所述TM模信號光，將所述TM模信號光還原為所述TE模信號光，并將所述TE 模信號光從所述第二偏振分束轉換器的輸出端輸出，所述第二偏振分束轉換器還用于接收從所述第二偏振分束轉換器的輸出端輸入的所述TE模信號光，將所述TE模信號光轉換為所述TM模信號光，并將所述TM模信號光從所述第二偏振分束轉換器的輸入端傳輸給所述 TM模光隔離器的輸出端；所述TM模光隔離器還用于阻斷自所述TM模光隔離器的輸出端輸入的所述TM模信號光通過。
2. 根據權利要求1所述的光隔離裝置，其特征在于：所述第一偏振分束轉換器包括第一光波導、第二光波導和第三光波導，所述第一光波導的TE模的有效折射率和所述第二光波導的TE1階模的有效折射率相等，且所述第一光波導和所述第二光波導的間距位于〇. 2 μ m到0. 35 μ m的范圍內；所述第一光波導用于接收所述TE模信號光，并將所述TE模信號光耦合到所述第二光波導，所述TE模信號光耦合到所述第二光波導后轉化為TE1階模信號光；所述第二光波導用于將所述TE1階模信號光傳輸到所述第三光波導；所述第三光波導的輸入端與所述第二光波導連接，輸出端與所述TM模光隔離器連接，所述第三光波導用于將所述TE1階模信號光轉變成為所述TM模信號光，并將所述TM模信號光傳輸給所述TM模光隔離器。
3. 根據權利要求2所述的光隔離裝置，其特征在于：所述第一光波導的寬度位于〇. 36 μ m到0. 39 μ m的范圍內；所述第二光波導的寬度位于〇. 73 μ m到0. 8 μ m的范圍內。
4. 根據權利要求2或3所述的光隔離裝置，其特征在于：所述第一光波導的寬度在所述第一光波導的整體長度方向上是相等的。
5. 根據權利要求2至4任一項所述的光隔離裝置，其特征在于：所述第二光波導的寬度在所述第二光波導的整體長度方向上是相等的。
6. 根據權利要求2至5任一項所述的光隔離裝置，其特征在于：所述第三光波導的上包層為空氣；所述第三光波導的輸入端的寬度與所述第二光波導的寬度相等；所述第三光波導的輸出端的寬度位于〇. 38 μ m到0. 6 μ m的范圍內；所述第三光波導的長度位于40 μ m到60 μ m的范圍內，所述第三光波導從所述第三光波導的輸入端到所述第三光波導的輸出端的寬度的變化趨勢為越來越小。
7. 根據權利要求6所述的光隔離裝置，其特征在于：所述第三光波導從所述第三光波導的輸入端到所述第三光波導的輸出端的寬度的變化趨勢為均勻變小。
8. 根據權利要求2至7任一項所述的光隔離裝置，其特征在于：所述第二偏振分束轉換器包括第四光波導、第五光波導和第六光波導；所述第四光波導的輸入端與所述TM模光隔離器連接，輸出端與所述第五光波導連接，所述第四光波導用于將所述TM模信號光轉變成為所述TE1階模信號光，并將所述TE1階模信號光傳輸給所述第五光波導；所述第五光波導的TE1階模的有效折射率和所述第六光波導的TM模的有效折射率相等，所述第五光波導和所述第六光波導的間距位于0. 2 μ m到0. 35 μ m的范圍內；所述第五光波導用于接收所述TE1階模信號光，并將所述TE1階模信號光耦合到所述第六光波導，所述TE1階模信號光耦合到所述第六光波導后還原為所述TE模信號光；所述第六光波導用于將所述TE模信號光輸出。
9. 根據權利要求8所述的光隔離裝置，其特征在于：所述第五光波導的寬度在0. 73 μ m到0. 8 μ m之間；所述第六光波導的寬度在〇. 36 μ m到0. 39 μ m之間。
10. 根據權利要求8或9所述的光隔離裝置，其特征在于：所述第五光波導的寬度沿所述第五光波導的長度方向上是相等的。
11. 根據權利要求8至10任一項所述的光隔離裝置，其特征在于：所述第六光波導的寬度沿所述第六光波導的長度方向上是相等的。
12. 根據權利要求8至11任一項所述的光隔離裝置，其特征在于：所述第四光波導的上包層為空氣；所述第四光波導的輸入端的寬度位于〇. 38 μ m到0. 6 μ m的范圍內；所述第四光波導的輸出端的寬度與所述第五光波導的寬度相等；所述第四光波導的長度位于40 μ m到60 μ m的范圍內，所述第四光波導從所述第四光波導的輸入端到所述第四光波導的輸出端的寬度的變化趨勢為越來越大。
13. 根據權利要求12所述的光隔離裝置，其特征在于：所述第四光波導從所述第四光波導的輸入端到所述第四光波導的輸出端的寬度的變化趨勢為均勻變大。
14. 一種光模塊，其特征在于，至少包括如權利要求1至13任一項所述的光隔離裝置和激光器，所述激光器用于產生所述TE模信號光，所述光隔離裝置用于對所述TE模信號光進行光隔離。
15. -種光隔離方法，其特征在于：將所述TE模信號光轉變?yōu)門M模信號光，并將所述TM模信號光通過TM模光隔離器的輸入端傳輸給所述TM模光隔離器；所述TM模光隔離器接收所述TM模信號光，并將所述TM模信號光通過所述TM模光隔離器的輸出端輸出；將自所述TM模光隔離器的輸出端輸出的所述TM模信號光還原為所述TE模信號光并輸出；將輸出的所述TE模信號光轉變?yōu)樗鯰M模信號光，并將所述TM模信號光通過所述TM 模光隔離器的輸出端傳輸給所述TM模光隔離器，所述TM模光隔離器阻斷所述TM模信號光的傳輸。
16. 根據權利要求15所述的光隔離方法，其特征在于，所述將所述TE模信號光轉變?yōu)?TM模信號光，具體包括：將所述TE模信號光轉變?yōu)門E1階模信號光，并將所述TE1階模信號光轉變?yōu)樗鯰M 模信號光。
17. 根據權利要求15或16所述的光隔離方法，其特征在于，所述將所述TM模信號光還原為所述TE模信號光并輸出，包括：所述將所述TM模信號光還原為所述TE1階模信號光，并將所述TE1階模信號光還原為所述TE模信號光。
【文檔編號】G02B27/28GK104090375SQ201410371290
【公開日】2014年10月8日申請日期:2014年7月30日優(yōu)先權日:2014年7月30日
【發(fā)明者】孫敏, 朱以勝, 郭敬書申請人:華為技術有限公司, 華中科技大學

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