[发明专利]具有多模分量的偏振无关光子设备

权利要求书

1.一种光子设备，包括:

第一模式转换器，被配置为：接收具有以各自不同的偏振态传播的第一分量和第二分量的光信号；并将所述第一分量和所述第二分量中的一个或两者转换成以相同偏振态的各自不同的模式传播；

调制器，被配置为：接收第一模式转换器的光输出；将受控增益、受控相移或这两者应用于所述第一模式转换器输出的所述第一分量和第二分量两者；以及

第二模式转换器，被配置为：接收所述调制器的光输出，所述光输出包括以所述相同偏振态的所述各自不同的模式传播的所述第一分量和所述第二分量；转换所述调制器输出的所述第一分量和所述第二分量中的一个或两者，以使所述第一分量和所述第二分量以各自不同的偏振态传播。

2.根据权利要求1所述的光子设备，其中，所述调制器包括多模波导，所述多模波导被配置为承载所述相同偏振态的所述各自不同的模式中的两者，并且所述调制器还被配置为将所述受控增益、所述受控相移或这两者同时应用于所述多模波导中的每个所述各自不同的模式。

3.根据权利要求2所述的光子设备，其中，所述调制器还包括p-i-n结结构，所述p-i-n结结构可操作地耦合到所述多模波导，并且被配置为利用载流子注入效应来应用所述受控增益、所述受控相移或这两者。

4.根据权利要求2和3中任一项所述的光子设备，其中，所述调制器还包括加热器或冷却器，所述加热器或冷却器可操作地耦合到所述多模波导，并且被配置为使用热光效应来应用所述受控增益、所述受控相移或这两者。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光子设备，其中，相对于所述相同偏振态的所述不同的各个模式中的每一个，所述调制器具有相同或相似的调制强度。

6.根据权利要求5所述的光子设备，其中，所述相同或相似的调制强度是由于所述相同偏振态的所述各自不同的模式中的每一个与所述调制器的多模波导的对应的相同或相似的模态重叠。

7.根据权利要求6所述的光子设备，其中，所述多模波导是肋形波导，并且其中所述模态重叠至少部分地由于所述肋形波导的宽度而配置。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的光子设备，还包括：附加调制器，所述附加调制器可操作地耦合到所述第一模式转换器的输入端或可操作地耦合到第二模式转换器的输出端，所述附加调制器与所述调制器协作，并且被配置为当所述第一分量和所述第二分量以所述不同的偏振态传播时，向所述光信号的所述第一分量和所述第二分量两者应用另一受控增益、另一受控相移或这两者。

9.根据权利要求8所述的光子设备，其中，所述调制器在相同偏振态的每个所述各自不同的模式之间呈现出第一调制强度差异，并且其中所述附加调制器在所述不同的偏振态的模式之间呈现出第二调制强度差异，所述第二调制强度差异至少部分地补偿所述第一调制强度差异。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的光子设备，其中，所述调制器是可变光衰减器、移相器或其组合。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的光子设备，其中，所述光子设备被制造为绝缘体上硅结构。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的光子设备，其中，在所述第一模式转换器之前，所述第一分量以横向电TE偏振态的模式传播，所述第二分量以横向磁TM偏振态的模式传播。

13.根据权利要求1至12中的任一项所述的光子设备，其中，所述第一模式转换器在不进行模式转换的情况下传递所述第一分量，并且相对于模式阶次和偏振态两者转换所述第二分量。

14.根据权利要求13所述的光子设备，其中，所述第一模式转换器将所述第二分量从基本模式转换为一阶模式。