本申請要求于2014年11月06日提交的題為“波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器及其構(gòu)造方法”、申請?zhí)枮?4/535,170的美國非臨時(shí)申請的權(quán)益，該申請?jiān)诖送ㄟ^引用并入本文。

本發(fā)明一般涉及光子器件，并且在具體實(shí)施例中涉及一種波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器及其構(gòu)造方法。

背景技術(shù)：

一般地，單模波導(dǎo)可以支持兩種不同的、正交極化的模式的傳播。在集成光學(xué)中，這兩種不同的模式通常被標(biāo)記為橫電(transverseelectric，te)和橫磁(transversemagnetic，tm)。te和tm模式的標(biāo)記表示te和tm模式的電場的極化主軸分別平行和垂直于波導(dǎo)基片，即晶片、平面。還可以存在具有相對于該晶片平面旋轉(zhuǎn)的極化主軸的混合模式。

光子器件經(jīng)常有偏振依賴的特性。然而，光信號處理設(shè)備，諸如，例如，開關(guān)矩陣，應(yīng)該是極化無關(guān)的。極化無關(guān)的例證是：除其他特征外，具有低偏振依賴損耗(polarization-dependentloss，pdl)、低偏振模色散(polarizationmodedispersion，pmd)和由結(jié)構(gòu)雙折射引起的較少的不利的偏振依賴波長特性。一種處理輸入光信號的常見方法是分別處理te和tm模式并將結(jié)果結(jié)合起來。在裝置內(nèi)，光子器件可以被設(shè)計(jì)成處理te和tm模式中的一種。可替代地，該輸入光信號的te或tm模式中的一種可以旋轉(zhuǎn)成另一種的極化。在這樣的裝置中，可使用單獨(dú)的設(shè)計(jì)來處理輸入光信號的te和tm兩種模式。例如，tm模式可以旋轉(zhuǎn)成te極化并且為te模式所設(shè)計(jì)的光子元件可以用來處理該te模式和旋轉(zhuǎn)的tm模式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一個(gè)波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器實(shí)施例包括光波導(dǎo)和覆蓋帶(overlaystrip)。所述光波導(dǎo)具有相對地設(shè)置在所述光波導(dǎo)上的輸入端和輸出端。所述光波導(dǎo)可操作用于在所述輸入端接收輸入光信號，所述輸入光信號具備具有輸入極化的模式。所述光波導(dǎo)進(jìn)一步可操作用于在所述輸出端生成輸出光信號，所述輸出光信號具有正交于所述輸入極化的輸出極化。所述覆蓋帶設(shè)置在所述光波導(dǎo)上并且與所述光波導(dǎo)非正交地交叉。所述覆蓋帶具有第一端和第二端，所述第一端從所述光波導(dǎo)橫向偏移第一偏移距離，所述第二端從所述光波導(dǎo)橫向偏移第二偏移距離。

一個(gè)構(gòu)造波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器的方法的實(shí)施例包括形成光波導(dǎo)，所述光波導(dǎo)具有在其上相對設(shè)置的輸入端和輸出端。然后在所述光波導(dǎo)上方形成包層。然后在所述光波導(dǎo)上方套準(zhǔn)覆蓋帶。所述覆蓋帶包括在其上相對設(shè)置的第一端和第二端。所述第一端從所述光波導(dǎo)橫向偏移第一偏移距離，并且所述第二端從所述光波導(dǎo)橫向偏移第二偏移距離。所述第一端和所述第二端相對地設(shè)置在所述光波導(dǎo)的兩側(cè)上。所述方法進(jìn)一步包括根據(jù)所述套準(zhǔn)在所述包層上形成所述覆蓋帶。

一個(gè)光子電路的實(shí)施例包括極化分離器、波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器以及濾波器。所述極化分離器被配置成將接收的光信號分成第一模式和第二模式。所述第一模式和所述第二模式相對于彼此正交。所述波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器包括光波導(dǎo)，所述光波導(dǎo)具有相對地設(shè)置在所述光波導(dǎo)上的輸入端和輸出端。所述光波導(dǎo)可操作用于在耦合到所述極化分離器的所述輸入端接收具有輸入極化的所述第一模式。所述光波導(dǎo)進(jìn)一步可操作用于在所述輸出端生成具有與所述輸入極化正交的輸出極化的輸出光信號。所述覆蓋帶設(shè)置在所述光波導(dǎo)上并與所述光波導(dǎo)非正交地交叉。所述覆蓋帶包括第一端和第二端，所述第一端從所述光波導(dǎo)橫向偏移第一偏移距離，所述第二端從所述光波導(dǎo)橫向偏移第二偏移距離。所述濾波器耦合到所述波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器的輸出端，并配置成將為所述第二模式設(shè)計(jì)的傳遞函數(shù)應(yīng)用于來自所述波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器的輸出光信號。

附圖說明

為了更完整地理解本發(fā)明以及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在結(jié)合附圖參考以下描述，其中：

圖1是用于處理輸入光信號的te模式和tm模式兩者的光子電路的一個(gè)實(shí)施例的框圖；

圖2示出了波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器的一個(gè)實(shí)施例；

圖3示出了波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器的一個(gè)實(shí)施例的套準(zhǔn)不敏感性；

圖4示出了波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器的另一個(gè)實(shí)施例；

圖5是構(gòu)造波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；

圖6是相對于晶片平面的極化角作為覆蓋偏移量的函數(shù)的曲線圖；和

圖7是傳輸功率作為整個(gè)裝置的長度的函數(shù)的曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)討論實(shí)施例的制造和使用。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明提供可在各種各樣的特定背景下實(shí)現(xiàn)的許多適用的發(fā)明性概念。所討論的具體實(shí)施例僅僅是說明制造和使用本發(fā)明的具體方式，并不限制本發(fā)明的范圍。

在自由空間光學(xué)中，線性極化狀態(tài)可以相對于初始極化狀態(tài)被具有主軸定向45度的半波片旋轉(zhuǎn)90度。對于光子電路，利用具有混合模式的波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器可以實(shí)現(xiàn)等效的旋轉(zhuǎn)，所述混合模式的主軸相對于波導(dǎo)的晶片平面旋轉(zhuǎn)45度。波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器還應(yīng)該具有用于實(shí)現(xiàn)所需的旋轉(zhuǎn)量的長度。波導(dǎo)橫截面中的水平和垂直不對稱性提供必要的混合模式和te與tm極化之間的耦合。

在波導(dǎo)的橫截面中產(chǎn)生不對稱通常涉及至少兩個(gè)光刻步驟。一般地，在包含波導(dǎo)層和覆蓋層的制造工藝中，第一步限定波導(dǎo)特性，第二步驟限定覆蓋的特征，其中該覆蓋創(chuàng)建期望的非對稱性。通常，波導(dǎo)和覆蓋之間形成有包層。在本文中認(rèn)識到，波導(dǎo)和覆蓋的對準(zhǔn)，即一種稱為套準(zhǔn)(registration)的工藝，在構(gòu)造質(zhì)量波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器中是至關(guān)重要的。特別是，所得到的結(jié)構(gòu)的極化軸的取向可以影響pdl和極化串?dāng)_。商用光刻工藝可以使波導(dǎo)和覆蓋套準(zhǔn)在橫向和縱向尺寸上的幾十納米內(nèi)。在某些類型的光子電路中，例如，具有多晶硅覆蓋的硅納米線波導(dǎo)，套準(zhǔn)容差為幾十納米數(shù)量級，這意味著商用光刻工藝仍可產(chǎn)生明顯程度的缺陷。

在本文中認(rèn)識到，波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器可構(gòu)造成對于套準(zhǔn)誤差不敏感。給定波導(dǎo)，其具有由第一制造步驟所限定的特征，包括材料、厚度、寬度和長度，覆蓋帶可以被設(shè)計(jì)為具有與所述波導(dǎo)非正交地交叉從而產(chǎn)生必需的垂直不對稱性的足夠的長度、寬度和厚度，以產(chǎn)生所需的混合模式。非正交地交叉就是以角度α交叉，其中0＜α＜90度。覆蓋帶的長度被設(shè)計(jì)成使得每個(gè)端部充分地從該波導(dǎo)橫向偏移，使得波導(dǎo)的基本模式不受到覆蓋帶影響。波導(dǎo)的基本模式通過求解波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器的橫截面的麥克斯韋方程來計(jì)算。其中，交叉覆蓋帶確實(shí)影響波導(dǎo)的基本模式，覆蓋帶與波導(dǎo)形成兩個(gè)絕熱旋轉(zhuǎn)區(qū)域。這兩個(gè)絕熱旋轉(zhuǎn)區(qū)域是關(guān)于在波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器的長度方向中心處繪制的并垂直于該波導(dǎo)的線而對稱的。波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器在絕熱旋轉(zhuǎn)區(qū)域的內(nèi)邊界產(chǎn)生混合模式，所述混合模式具有從晶片平面旋轉(zhuǎn)45度的主軸。覆蓋帶可以形成為，使得形成第一絕熱旋轉(zhuǎn)區(qū)域，在其中覆蓋帶在最靠近覆蓋帶的第一端處開始與光波導(dǎo)交叉，并形成第二絕熱旋轉(zhuǎn)區(qū)域，在其中所述覆蓋帶在最靠近覆蓋帶的第二端處開始與光波導(dǎo)交叉。第一和第二絕熱區(qū)域都可以將模式的極化相對于光波導(dǎo)的基片平面旋轉(zhuǎn)至少30度。

描述本文中介紹的波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器的各種實(shí)施例之前，描述光子電路，在該光子電路中可以實(shí)現(xiàn)所述波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器。

圖1是用于處理入射光信號的te模式和tm模式兩者的光子電路100的一個(gè)實(shí)施例的框圖。光子電路100包括極化分離器110、極化旋轉(zhuǎn)器120-1、濾波器130-1和130-2、極化旋轉(zhuǎn)器120-2和極化組合器140。極化分離器110與極化旋轉(zhuǎn)器120-1、濾波器130-1、極化旋轉(zhuǎn)器120-2和極化組合器140沿一條路徑串聯(lián)耦合；并與濾波器130-2和極化組合器140沿另一條道路串聯(lián)耦合。

極化分離器110被配置成接收輸入光信號150。極化分離器110將輸入光信號150分成te模式154和tm模式152。te模式154傳播到濾波器130-2，其在將該光信號傳遞給極化組合器140之前向光信號應(yīng)用傳遞函數(shù)。tm模式152傳播至極化旋轉(zhuǎn)器120-1，在其中將其極化旋轉(zhuǎn)90度至te模式的極化，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的tm模式156。濾波器130-1對旋轉(zhuǎn)的tm模式156應(yīng)用與濾波器130-2相同的的傳遞函數(shù)。在光子電路100的這個(gè)階段，輸入光信號150的te模式154和tm模式152都被濾波并具有te模式154的極化的主軸。旋轉(zhuǎn)的tm模式156隨后被極化旋轉(zhuǎn)器120-2旋轉(zhuǎn)回其初始tm極化。極化組合器140將兩種極化組合成輸出光信號160。

圖2示出了波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器200的一個(gè)實(shí)施例。圖2-a是波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器200的俯視圖。圖2-b示出了與波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器200的三個(gè)長度方向的部分相對應(yīng)的波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器200的三個(gè)橫截面圖。

在圖2-a中，波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器200包括光波導(dǎo)210和覆蓋帶220。光波導(dǎo)210可以使用各種技術(shù)來制造，包括硅納米線、絕緣硅片(silicon-on-insulator)、硅-二氧化硅(silicon-on-silica)、磷化銦(indiumphosphide，inp)和砷化鎵(galliumarsenide，gaas)等。在硅納米線實(shí)施例中，在頂部具有二氧化硅層的硅晶片上形成晶體硅層。然后，根據(jù)需要蝕刻晶體硅層，以形成光波導(dǎo)210。通常，在諸如波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器200的光子器件中，光波導(dǎo)210和覆蓋帶220將由包層來分離。包層是一個(gè)或多個(gè)低折射率(相對于波導(dǎo)芯而言)材料層，例如，硅芯上的二氧化硅包層，其可操作用于將電磁波包含在波導(dǎo)芯內(nèi)。覆蓋帶220是形成在包層和光波導(dǎo)210上的額外的傳播層。一種覆蓋技術(shù)包括：在包層上形成無定形硅，根據(jù)需要蝕刻無定形硅，并對剩余的無定形硅進(jìn)行退火處理，以形成多晶體硅(polycrystallinesilicon)，有時(shí)也稱為多晶硅(polysilicon)。

波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器200被分為三個(gè)長度方向的部分230、240和250。在第一部分230中，輸入光信號從左到右傳播。輸入光信號包括te模式和tm模式，如圖2-b中虛線的和實(shí)線的主軸所示。圖2-b-1是波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器200在第一部分230的左邊界的橫截面。覆蓋帶220示出為在光波導(dǎo)210的上方并向左偏移，這與覆蓋帶220的左上端相對應(yīng)。隨著輸入光信號沿著第一部分230傳播并且覆蓋帶220越來越接近光波導(dǎo)210，te和tm模式經(jīng)歷到混合模式的絕熱過渡，該混合模式具有相對于圖2-b-1中所示的初始極化旋轉(zhuǎn)45度的主軸。

當(dāng)光信號到達(dá)第一部分230和第二部分240之間的邊界時(shí)，te和tm模式均已旋轉(zhuǎn)了45度，如圖2-b-2中所示。該橫截面示出了光波導(dǎo)210上方的覆蓋帶220，在這里它影響光波導(dǎo)210的基本模式并形成混合模式。所述混合模式從第一部分230中的絕熱旋轉(zhuǎn)區(qū)域耦合到由光波導(dǎo)210和覆蓋帶220形成的第二部分240中的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。隨著光信號通過第二部分240傳播，凈極化旋轉(zhuǎn)是零。這是通過整個(gè)幾乎沒有極化旋轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)的，或者通過一個(gè)或多個(gè)完整的旋轉(zhuǎn)，即360度的旋轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)的。在前者的情況下，混合模式的拍長比第二部分240的長度長得多，不產(chǎn)生顯著轉(zhuǎn)動(dòng)。在后者的情況下，其中混合模式的極化隨光信號傳播而旋轉(zhuǎn)，第二部分240的長度被設(shè)計(jì)成使得所述混合模式的極化在第二部分240和第三部分250之間的邊界處與在第一部分230和第二部分240之間的邊界處相同，這在圖2-b-2中由兩個(gè)橫截面的對稱性所示出。除了光波導(dǎo)210和覆蓋帶220的其他設(shè)計(jì)特征，包括材料、厚度、寬度、和包層之外，第二部分240的長度是由覆蓋帶220的長度和覆蓋帶220的多個(gè)端部距光波導(dǎo)210的橫向偏移所指示的。

在第二部分240和第三部分250之間的邊界處，te模式和tm模式都耦合到第三部分250中它們的互補(bǔ)模式，即旋轉(zhuǎn)90度的模式。由于第一部分230和第三部分250的對稱性，第三部分中的絕熱旋轉(zhuǎn)區(qū)域?qū)⒒旌夏Ｊ降臉O化旋轉(zhuǎn)回輸入光信號的te和tm模式的初始取向，即，-45度。然而，由于該混合模式在第三部分250的左側(cè)邊界處耦合到它們的互補(bǔ)模式中，光信號的模式的極化隨著光信號傳播通過第三部分250旋轉(zhuǎn)額外的45度，即，+45度，產(chǎn)生凈90度的極化旋轉(zhuǎn)。在波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器200的右端，如圖2-b-3所示，由虛線主軸表示的模式平行于基片平面，即，te極化，由實(shí)線主軸表示的模式垂直(normal)于基片平面，即tm極化。此外，覆蓋帶220偏移到光波導(dǎo)210的右側(cè)，在這里它不影響光波導(dǎo)210的基本模式。由于覆蓋帶220在第一部分起始處和第三部分末端不影響光波導(dǎo)210的基本模式，因此光波導(dǎo)的基本模式等于波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器在覆蓋帶的第一端和第二端的基本模式。

所述三個(gè)部分230、240和250的邊界都是理想化的。在實(shí)踐中，波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器實(shí)施例中的邊界不是明確限定的，因?yàn)橛醒貍鞑ポS的波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器200的橫截面的連續(xù)變換。為了實(shí)現(xiàn)理想的性能，即凈90度的極化旋轉(zhuǎn)，極化的取向在第二部分240的邊界處可不同于主軸的理想45度取向。同樣，波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的實(shí)際旋轉(zhuǎn)可不同于90度。

圖3示出了波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器300的一個(gè)實(shí)施例的套準(zhǔn)不敏感性。波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器300包括光波導(dǎo)310和覆蓋帶320。波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器300中光波導(dǎo)310與覆蓋帶320交叉的部分被認(rèn)為是旋轉(zhuǎn)區(qū)域330。在旋轉(zhuǎn)區(qū)域330內(nèi)，波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器300依照上述圖2的實(shí)施例進(jìn)行操作。光波導(dǎo)310和覆蓋帶320的長度被設(shè)計(jì)成使得整個(gè)裝置對制造過程中產(chǎn)生的套準(zhǔn)誤差不敏感。

在套準(zhǔn)過程中，覆蓋帶320位于光波導(dǎo)310上方，并且在一定加工容差內(nèi)垂直且水平對準(zhǔn)。例如，某些光刻工藝精確到幾十納米以內(nèi)。假定光波導(dǎo)310和覆蓋帶320的長度足夠長，光波導(dǎo)310上覆蓋帶320的水平和垂直套準(zhǔn)偏差或位置對旋轉(zhuǎn)區(qū)域330的性能沒有影響。圖3-a表示目標(biāo)套準(zhǔn)，其具有以光波導(dǎo)310為水平中心的旋轉(zhuǎn)區(qū)域330和沿其自身穿過旋轉(zhuǎn)區(qū)域330的長度為中心的覆蓋帶320。

在制造過程中，套準(zhǔn)可以如圖3-b至3-e中所示的垂直和水平地變化。圖3-b示出了當(dāng)套準(zhǔn)產(chǎn)生使覆蓋帶320偏右的誤差時(shí)，波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器300內(nèi)旋轉(zhuǎn)區(qū)域330的位置。圖3-c示出了當(dāng)套準(zhǔn)產(chǎn)生使覆蓋帶320偏下的誤差時(shí)，波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器300內(nèi)旋轉(zhuǎn)區(qū)域330的位置。圖3-d示出了當(dāng)套準(zhǔn)產(chǎn)生使覆蓋帶320偏左的誤差時(shí)，波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器300內(nèi)旋轉(zhuǎn)區(qū)域330的位置。圖3-e示出了當(dāng)套準(zhǔn)產(chǎn)生使覆蓋帶320偏上的誤差時(shí)，波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器300內(nèi)旋轉(zhuǎn)區(qū)域330的位置。

圖3-b至3-e中顯而易見的是，當(dāng)光波導(dǎo)310傳播軸線水平地定向時(shí)，水平套準(zhǔn)誤差產(chǎn)生由于誤差水平移動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域，如圖3-b和3-d中所預(yù)期和示出的?？赡懿惶庇^地，垂直套準(zhǔn)誤差也水平移動(dòng)了旋轉(zhuǎn)區(qū)域330，但比橫向套準(zhǔn)誤差移動(dòng)得少。

圖4示出了波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器400的另一個(gè)實(shí)施例。圖4示出了波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器400的尺寸，其包括光波導(dǎo)402和覆蓋帶404。圖4-a示出了波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器400的俯視圖，而圖4-b和4-c示出了各個(gè)橫截面。

光波導(dǎo)402具有寬度410、長度430以及高度或厚度450。光波導(dǎo)402被具有厚度470的包層從覆蓋帶404分開。覆蓋帶404具有寬度420、長度440和厚度460。在某些實(shí)施例中，覆蓋寬度420不大于波導(dǎo)寬度410。覆蓋帶404在光波導(dǎo)402上的套準(zhǔn)是根據(jù)第一偏移480和第二偏移490完成的。第一偏移480純粹地在光波導(dǎo)402的基片平面內(nèi)定義，并且是從光波導(dǎo)402的邊緣至覆蓋帶404的最近邊緣測量的。在可替代實(shí)施例中，如圖4-b所示，中心到中心的偏移482可以定義為從光波導(dǎo)402的中心到覆蓋帶404的中心。第二偏移490可以類似地被定義，但是在光波導(dǎo)402的相對側(cè)上。第一偏移480和第二偏移490可以通過對光波導(dǎo)402和覆蓋帶404形成的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)求解麥克斯韋方程來確定，以找到覆蓋帶404不會影響光波導(dǎo)402的基本模式的最小偏移?？商娲兀梢缘玫綆讉€(gè)商用“模式求解器”和仿真系統(tǒng)來通過實(shí)驗(yàn)確定偏移。也可以增加最小偏移，以容納預(yù)期的套準(zhǔn)和加工誤差。更具體地，當(dāng)光波導(dǎo)402被定向成其傳播軸線為水平的時(shí)，第一偏移480和第二偏移490可包括套準(zhǔn)和加工誤差的豎直容差。第一偏移距離和第二偏移距離可包括根據(jù)對于形成光波導(dǎo)和形成覆蓋帶的加工容差而確定的容差部分。

除了具有如在圖2中所示的足夠長的絕熱旋轉(zhuǎn)區(qū)域，覆蓋長度440可以被確定成滿足為第一偏移480和第二偏移490所確定的偏移值。覆蓋長度440還可以包括對于水平套準(zhǔn)和加工誤差的容差。

圖5是構(gòu)造波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。該方法起始于開始步驟510。在第一形成步驟520中，形成光波導(dǎo)。該光波導(dǎo)具有相對地設(shè)置在波導(dǎo)上的輸入端和輸出端。在第二形成步驟530中，在光波導(dǎo)上形成包層。在套準(zhǔn)步驟540中，在光波導(dǎo)上套準(zhǔn)覆蓋帶。該覆蓋帶具有在覆蓋帶上相對設(shè)置的第一端和第二端。所述第一端從光波導(dǎo)橫向偏移第一偏移距離。第二端從光波導(dǎo)橫向偏移第二偏移距離。覆蓋帶與光波導(dǎo)非正交地交叉，從而將覆蓋帶的第一端和第二端設(shè)置在光波導(dǎo)的相對的兩側(cè)上。然后，在第三形成步驟550中形成覆蓋帶。該方法隨后終止于結(jié)束步驟560。

圖6是一波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器實(shí)施例的相對于晶片平面的極化角的曲線圖600。曲線圖600包括第一模式610和第二模式620。第一模式610和第二模式620的極化被計(jì)算為以微米為單位的覆蓋帶距光波導(dǎo)的偏移量的函數(shù)。曲線圖600示出了一種極化，作為一組特定的光波導(dǎo)和覆蓋帶尺寸的覆蓋偏移量的函數(shù)。極化還在很大程度上取決于光波導(dǎo)和覆蓋帶的寬度、長度、材料以及厚度。

一種通過波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器實(shí)施例傳播的給定模式，將經(jīng)歷逐漸的90度極化旋轉(zhuǎn)。例如，第一模式610到達(dá)第一部分同時(shí)具有相對于晶片平面大約90度的極化。隨著第一模式610進(jìn)入第二部分，根據(jù)曲線圖600，其極化主軸是相對于晶片平面成大約55度。由于對稱性，第一模式610以相同的極化過渡出第二部分。然而，第一模式610在第二部分的邊界和第三部分耦合到其互補(bǔ)模式，而不是遵循第一模式610的曲線。第一模式610由于其遵循了第二模式620的曲線，因此經(jīng)歷了凈90度的極化旋轉(zhuǎn)。第二模式620隨著其傳播通過該波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器實(shí)施例而經(jīng)歷了類似的旋轉(zhuǎn)。

圖7是傳輸功率作為以微米為單位的裝置長度的函數(shù)的曲線圖700。裝置長度指的是具有與圖6中曲線圖600的尺寸相等的尺寸的波導(dǎo)極化旋轉(zhuǎn)器中的旋轉(zhuǎn)區(qū)域的長度。曲線圖700示出了tm模式710和te模式720。曲線圖700還示出了對于給定的光波導(dǎo)和覆蓋帶的尺寸，以及給定的第一偏移480和第二偏移490，最佳長度大致為19微米。

雖然已參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是該描述并非旨在以限制性的意義來解釋。參考這些描述，本發(fā)明的各種修改和示例性實(shí)施例的組合、和其他實(shí)施例對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見的。因此，所附權(quán)利要求旨在涵蓋任何這種修改或?qū)嵤├?/p>