[发明专利]一种波导交叉

权利要求书

1.一种波导交叉，包括：

第一波导；

与所述第一波导相交的第二波导，使得在所述第一波导中形成等于所述第二波导的宽度的间隙，其中所述第一波导和所述第二波导是用于传播光信号的绝缘体衬底上的硅波导；

其中所述第一波导包括第一波导分段，通过所述第一波导分段传播单个偶阶光模，所述第一波导分段后接第一非绝热发散锥段，后接比所述第一波导分段更宽的第二波导分段，通过所述第二波导分段传播两个偶阶光模，所述第二波导分段后接第二非绝热发散锥段，后接比所述第二波导分段更宽的第三波导分段，通过所述第三波导分段传播三个偶阶光模，所述第一波导分段、第二波导分段和第三波导分段均位于所述间隙的上游；并且

其中所述第一波导还包括所述间隙的下游的第四波导分段，后接第一非绝热会聚锥段，后接比所述第四波导分段更窄的第五波导分段，后接第二非绝热会聚锥段，后接比所述第五波导分段更窄的第六波导分段；

其中所述第一至第六波导分段具有恒定的宽度。

2.根据权利要求1所述的波导交叉，其中所述第二波导具有界定对称面的中心线，其中所述第四和第五波导分段分别与所述第三和第二波导分段相对于所述对称面对称，并且其中所述第一和第二非绝热会聚锥段分别与所述第二和第一非绝热发散锥段相对于所述对称面对称。

3.根据权利要求1所述的波导交叉，其中所述第一和第二非绝热发散锥段与所述第二和第三波导分段被配置为使得所述三个偶阶光模在所述第三波导分段和所述间隙之间的第一界面处干涉，以形成具有在所述间隙中的光束腰的会聚光束。

4.根据权利要求2所述的波导交叉，并且其中所述第一和第二非绝热发散锥段与所述第二和第三波导分段被配置为使得所述三个偶阶光模在所述第三波导分段和所述间隙之间的第一界面处干涉，以形成横跨所述间隙的会聚准高斯光束，其中所述准高斯光束相对于所述对称面对称。

5.根据权利要求1所述的波导交叉，其中所述第二波导分段具有长度L_A，所述长度L_A被选择以调整所述两个偶阶光模之间的相位偏移。

6.根据权利要求1所述的波导交叉，其中所述第三波导分段具有长度L_B，所述长度L_B被选择以调整所述三个偶阶光模之间的相位偏移。

7.根据权利要求1所述的波导交叉，其中所述第二波导中形成有等于所述第一波导的宽度的间隙，所述第二波导包括第一波导分段，通过所述第一波导分段传播单个偶阶光模，所述第一波导分段后接第一非绝热发散锥段，后接比所述第一波导分段更宽的第二波导分段，通过所述第二波导分段传播两个偶阶光模，所述第二波导分段后接第二非绝热发散锥段，后接比所述第二波导分段更宽的第三波导分段，通过所述第三波导分段传播三个偶阶光模，所述第一波导分段、第二波导分段和第三波导分段均位于所述间隙的上游；并且

其中所述第二波导还包括所述间隙的下游的第四波导分段，后接第一非绝热会聚锥段，后接比所述第四波导分段更窄的第五波导分段，后接第二非绝热会聚锥段，后接比所述第五波导分段更窄的第六波导分段。

8.一种跨波导交叉传播光的方法，所述波导交叉具有与第二波导相交的第一波导，使得所述第一波导中形成等于所述第二波导的宽度的间隙，其中所述第一波导和所述第二波导是用于传播光信号的绝缘体衬底上的硅波导，所述方法包括：

通过所述第一波导的第一波导分段，传播具有单个偶阶光模的光；

通过第一非绝热发散锥段，将所述光从所述单个偶阶光模变换成两个偶阶光模；

通过宽于所述第一波导分段的第二波导分段，传播具有所述两个偶阶光模的光；

通过第二非绝热发散锥段，将所述光从所述两个偶阶光模变换成三个偶阶光模；

通过比所述第二波导分段更宽的第三波导分段，将具有所述三个偶阶光模的光传播到所述间隙，在所述间隙中，所述三个偶阶光模干涉以形成跨所述间隙自复制的光束分布；

其中所述第一至第三波导分段具有恒定的宽度。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

通过第四波导分段，传播所述具有三个偶阶光模的光；

通过第一非绝热会聚锥段，将所述光从所述三个偶阶光模变换成两个偶阶光模；

通过窄于所述第四波导分段的第五波导分段，传播具有所述两个偶阶光模的光；

通过第二非绝热会聚锥段，将所述光从所述两个偶阶光模变换成单个偶阶光模；

通过窄于所述第五波导分段的第六波导分段传播具有所述单个偶阶光模的光。