[发明专利]基于硅波导的宽带偏振光束旋转器

权利要求书

1.一种用于宽带操作的偏振光束旋转器，包括：

转换器波导，包括共享第一中间横截面平面的具有对应锥形肋条形状的第一段和第二段，所述第一段被配置为从输入平面接收具有横向磁场(TM)偏振模式的输入光信号，并且所述第二段终止于第二中间横截面平面，所述转换器波导在所述第二中间横截面平面将所述横向磁场偏振模式转换为包括同相的第一臂模式和异相的第二臂模式的一阶横向电场(TE1)偏振模式；

分束器波导，具有锥形并耦接到所述第二中间横截面平面，以用于在第三中间横截面平面处分离所述第一臂模式和所述第二臂模式；

第一分支波导和第二分支波导，耦接到所述第三中间横截面平面，以用于分别传输所述第一臂模式和所述第二臂模式，所述第一分支波导被配置为传送具有相同相位的第一臂模式，所述第二分支波导包括用于传送第二臂模式的移相器；以及

2×1多模干涉(MMI)耦合器波导，耦接到所述第一分支波导和所述第二分支波导，以将所述第一臂模式和所述第二臂模式同相组合为具有横向电场偏振模式的输出光信号。

2.根据权利要求1所述的偏振光束旋转器，其中，所述转换器波导、所述分束器波导、相移波导、规则波导和2×1多模干涉耦合器波导中的每一个包括在绝缘体硅片(SOI)基板上形成的硅材料的单块体。

3.根据权利要求2所述的偏振光束旋转器，其中，所述绝缘体硅片基板包括标准绝缘体硅片平台上的220nm Si层，所述绝缘体硅片平台针对所述转换器波导、所述分束器波导、相移波导、规则波导以及2×1多模干涉耦合器波导中的每一个应用最大厚度。

4.根据权利要求1所述的偏振光束旋转器，其中，所述第一段包括输入波导，所述输入波导在第一基底上具有第一肋条，所述第一基底和所述第一肋条均具有锥形形状并具有在第一宽度的输入平面与具有第一中间基底宽度和第一中间肋条宽度的第一中间横截面平面之间的第一长度，其中，所述第一中间基底宽度大于所述第一宽度，所述第一中间肋条宽度大于所述第一宽度且小于所述第一中间基底宽度，并且所述第一肋条和第一基底的厚度之和等于220nm Si层的总厚度。

5.根据权利要求4所述的偏振光束旋转器，其中，所述第二段包括在第二基底上的第二肋条，所述第二基底和所述第二肋条均具有锥形形状，并具有在所述第一中间横截面平面与具有第二宽度的所述第二中间横截面平面之间的第二长度，其中，所述第二宽度大于所述第一中间肋条宽度且小于所述第一中间基底宽度，并且所述第二肋条和所述第二基底的厚度之和等于220nm Si层的总厚度。

6.根据权利要求1所述的偏振光束旋转器，其中，锥形的所述分束器波导包括在所述第二中间横截面平面与具有第三宽度的第三中间横截面平面之间的第三长度，其中，所述第三宽度大于第二宽度并且足够用于间隔大于0.2μm的第一部分和第二部分，所述第一部分被配置为与所述第一分支波导耦接，并且所述第二部分被配置为与所述第二分支波导耦接。