[发明专利]光子集成芯片内矢量涡旋光束辐射器及其应用

权利要求书

1.一种不对称耦合器的制备方法，其特征在于，通过飞秒激光直写技术，即将飞秒激光聚焦在玻璃表面以下，通过扫描能够传输矢量涡旋光的环形波导半径，使之与单模波导达到位相匹配条件，加工出的不对称耦合器用于产生多阶涡旋光模式。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的飞秒激光直写是指：设置飞秒激光脉冲中心位于513nm，脉冲持续时间为290fs，重复频率为1MHz，使用数值孔径为0.7的透镜，直写速度为5mm/s。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的多次扫描，包括：一阶环形波导直写和二阶环形波导直写，其中：单模波导直写功率为154mw，一阶环形波导功率为136-144mw；二阶环形波导功率为142-150mw。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的与单模波导达到位相匹配条件是指：单模波导的传播常数和环形波导传播常数达到相等。

5.一种不对称耦合器，其特征在于，根据上述任一权利要求所述的方法制备得到，包括：环形波导及单模波导，其中单模波导为椭圆形。

6.根据权利要求5所述的不对称耦合器，其特征是，所述的波导平均位于玻璃表面以下170μm，该玻璃为硼硅酸盐。

7.根据权利要求5所述不对称耦合器的应用，其特征在于，将其用于在光子集成芯片内部产生矢量涡旋光。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征是，所述的矢量涡旋光，包括涡旋光束阵列；通过飞秒激光加工直写得到多个波导阵列组合以产生多个独立的涡旋光束，当该涡旋光束与高斯光束干涉时，产生顺时针与逆时针方向的螺旋干涉条纹。

9.一种实现权利要求8所述应用的芯片，其特征在于，包括上述权利要求6所述的不对称耦合器。