[发明专利]一种阵列波导光栅实现均匀偏振补偿的方法

权利要求书

1.一种阵列波导光栅实现均匀偏振补偿的方法，光从输入波导(1)依次通过输入平板波导区 (2)、阵列波导区(3)和输出平板波导区(4)传播至输出波导(5)时经过阵列波导区(3)中相邻两波导 所对应的总光程差由输入平板波导区(2)、阵列波导区(3)和输出平板区(4)中的光程差共同决 定；其特征在于：输入平板波导区(2)、阵列波导区(3)和输出平板波导区(4)的各自的两偏振态 模式之间均存在双折射差异；阵列波导区(3)中的两种偏振态使用不同衍射级次后，余下的偏 振波长漂移由输入平板波导区(2)和输出平板波导区(4)共同补偿，即TE和TM模分别满足的衍 射方程为n_se(λ)ΔL₀+n_se(λ)ΔL+n_ae(λ)ΔL_a=(m+i)λ_e和n_sm(λ)ΔL₀+n_sm(λ)ΔL+n_am(λ)ΔLA_a=mλ_m， 其中n_se(λ)表示横电模TE在输入平板波导区(2)和输出平板波导区(4)的有效折射率且随波长而 变化，n_ae(λ)表示横电模TE在阵列波导区(3)中的有效折射率且随波长而变化，n_sm(λ)表示横磁 模TM在输入平板波导区(2)和输出平板波导区(4)的有效折射率且随波长而变化，n_am(λ)表示横 磁模TM在阵列波导区(3)中的有效折射率且随波长而变化；m为TM模的衍射级次且是大于 零的正整数，(m+i)表示TE模的衍射级次且i是非零的整数，ΔL₀、ΔL_a和ΔL分别是经过阵列 波导区(3)中相邻阵列波导的光路在输入平板波导区(2)、阵列波导区(3)和输出平板波导区(4) 中的长度差；输入平板波导区(2)和输出平板波导区(4)的波导上包层材料的选取由阵列波导区 (3)中的波导材料、波导结构和设计中对偏振色散补偿的要求共同决定；输入平板波导区(2)、 输出平板波导区(4)和阵列波导区(3)的几何形状由阵列波导区(3)中的波导材料、波导结构和设 计中对偏振色散补偿的要求共同决定，即对于所设计波长范围内的中心波长λ₀，有ΔL=ΔL₀， 中心波长偏振不敏感的条件为λ_e=λ_m=λ₀，则平板波导区和阵列波导区中的长度差ΔL₀和ΔL_a之间的关系表示为

ΔL0ΔLa=(1+im)nam(λ0)-nae(λ0)2nse(λ0)-2(1+im)nsm(λ0)]]>

从上式可以看出，一旦确定了m和i，输入平板波导区(2)、输出平板波导区(4)和阵列波导区 (3)的几何形状也将被确定；从而达到对阵列波导光栅各输出通道波长的均匀偏振色散补偿要 求。