[发明专利]包括法拉第旋转器的光学耦合器

权利要求书

1.一种用于传播光的设备，包括：

法拉第旋转器层，被配置为：

接收具有第一偏振取向的第一光，

接收具有与所述第一偏振取向正交的第二偏振取向的第二光,其中所述第一光和所述第二光沿着单个光路重合，

使所述第一光传播通过所述法拉第旋转器层以形成第三光，所述第三光具有相对于所述第一偏振取向成45度角的第三偏振取向，以及

使所述第二光传播通过所述法拉第旋转器层以形成第四光，所述第四光具有相对于所述第二偏振取向成45度角的第四偏振取向；以及

平面重定向层，其包括至少一个光栅耦合器，所述重定向层被配置为重定向所述第三光以在所述重定向层内沿着第一重定向路径传播，并重定向所述第四光以在所述重定向层内沿着第二重定向路径传播，所述第二重定向路径相对于所述第一重定向路径成角度，其中所述至少一个光栅耦合器包括其中折射率周期性变化的区域，并且折射率的周期性变化在形状上是弯曲的，其中曲率被配置为将重定向的所述第三光聚焦到第一波导的纵向端上，或者将重定向的所述第四光聚焦到第二波导的纵向端上。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一重定向路径与所述第二重定向路径正交。

3.根据权利要求1所述的设备，其中在所述第一重定向路径和所述第二重定向路径上，重定向的所述第三光和重定向的所述第四光具有平行于所述重定向层的平面的相应偏振取向。

4.根据权利要求1所述的设备，还包括聚焦层，所述聚焦层被配置为：

将会聚赋予到所述第一光上，使得重定向的所述第三光被聚焦到所述第一波导的所述纵向端上，以及

将会聚赋予到所述第二光上，使得重定向的所述第四光被聚焦到所述第二波导的所述纵向端上。

5.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述重定向层包括双偏振光栅耦合器，所述双偏振光栅耦合器被配置为重定向所述第三光以在所述重定向层内沿着所述第一重定向路径传播，并且重定向所述第四光以在所述重定向层内沿着所述第二重定向路径传播。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述双偏振光栅耦合器包括在其中折射率在两个方向上周期性变化的区域，所述两个方向中的第一方向与所述第一重定向路径正交，所述两个方向中的第二方向与所述第二重定向路径正交。

7.根据权利要求6所述的设备，其中所述设备还包括聚焦层，所述法拉第旋转器层从所述聚焦层接收所述第一光和所述第二光。

8.根据权利要求1所述的设备，

还包括位于所述法拉第旋转器层和所述重定向层之间的双折射层，所述双折射层被配置为在所述第三光和所述第四光之间赋予空间分离，使得：

所述第三光和所述第四光在离开所述法拉第旋转器层时重合，

所述第三光相对于所述双折射层内的所述第四光成角度，以及

所述第三光和所述第四光在所述双折射层和所述重定向层之间平行且在空间上分离。

9.根据权利要求8所述的设备，其中所述重定向层包括两个单偏振光栅耦合器，所述两个单偏振光栅耦合器具有与所述第三光和所述第四光之间的所述空间分离匹配的空间分离，

所述两个单偏振光栅耦合器中的第一单偏振光栅耦合器被配置为重定向所述第三光以沿所述第一重定向路径传播，

所述两个单偏振光栅耦合器中的第二单偏振光栅耦合器被配置为重定向所述第四光以沿所述第二重定向路径传播，

所述两个单偏振光栅耦合器中的所述第一单偏振光栅耦合器包括在其中折射率周期性变化的第一区域，所述第一区域的所述周期性变化被定向与所述第一重定向路径正交，

所述两个单偏振光栅耦合器中的所述第二单偏振光栅耦合器包括在其中折射率周期性变化的第二区域，所述第二区域的所述周期性变化被定向与所述第二重定向路径正交。