[发明专利]一种基于Y分支结构的模式不敏感的光功率分配器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于Y分支结构的模式不敏感的光功率分配器，其特征在于：整个器件基于Y分支结构，从左到右依次由输入直波导（11）、输入锥形波导（12）、两个相同结构弯曲波导组成的3-dB Y分支分束器（13）、第一输出直波导（14）和第二输出直波导（15）构成的一分二光功率分配器；输入直波导（11）、第一输出直波导（14）、第二输出直波导（15）的长度a1、a1’、a1’’相等为500~2000 μm、输入锥形波导（12）的长度a2为50~1000 μm、3-dB Y分支分束器（13）两个相同结构弯曲波导的长度a3为500~4000 μm；输入直波导（11）、3-dB Y分支分束器（13）的两个弯曲波导、第一输出直波导（14）、第二输出直波导（15）的宽度w相等为2~10 μm；输入锥形波导（12）与3-dB Y分支分束器（13）连接处的宽度w1为5~30 µm；3-dB Y分支分束器（13）与输入锥形波导（12）连接处两分支之间的间隙w2为0.01~1 µm；第一输出直波导（14）和第二输出直波导（15）之间的间距w3为10~100 µm；从下至上输入直波导（11）、输入锥形波导（12）、3-dB Y分支分束器（13）、第一输出直波导（14）、第二输出直波导（15）依次由硅片衬底（41）、在硅片衬底（41）上制备的聚合物波导下包层（42）、在聚合物下包层（42）上制备的条形结构的聚合物光波导芯层（43）、在聚合物下包层（42）和聚合物光波导芯层（43）上制备的聚合物波导上包层（44）组成；聚合物光波导芯层（43）被包埋在聚合物波导上包层（44）之中；硅片衬底（41）的厚度为0.5~1 mm，聚合物波导下包层（42）的厚度为3~10 µm，聚合物光波导芯层（43）的厚度为2~15 µm，聚合物波导上包层（44）的厚度为3~10 µm。

2.一种基于Y分支结构的模式不敏感的光功率分配器，其特征在于：整个器件由三个基于Y分支结构的模式不敏感的一分二的光功率分配器级联而成，从左到右依次由输入直波导（21）、第一输入锥形波导（22）、第一3-dB Y分支分束器（23）、第一连接直波导（24）、第二连接直波导（25）、第一连接弯曲波导（26）、第二连接弯曲波导（27）、第二输入锥形波导（28）、第三输入锥形波导（29）、第二3-dB Y分支分束器（210）、第三3-dB Y分支分束器（211）、第一输出直波导（212）、第二输出直波导（213）、第三输出直波导（214）、第四输出直波导（215）构成的一分四光功率分配器；输入直波导（21）、第一连接直波导（24）、第二连接直波导（25）、第一输出直波导（212）、第二输出直波导（213）、第三输出直波导（214）、第四输出直波导（215）的长度b1、b1’、b1’’、b1’’’、b1’’’’、b1’’’’’、b1’’’’’’相等为500~2000 μm，第一输入锥形波导（22）、第二输入锥形波导（28）、第三输入锥形波导（29）的长度b2、b2’、b2’’相等为50~1000 μm，第一3-dB Y分支分束器（23）、第二3-dB Y分支分束器（210）、第三3-dB Y分支分束器（211）、第一连接弯曲波导（26）、第二连接弯曲波导（27）的长度b3、b3’、b3’’、b3’’’、b3’’’’相等为500~4000 μm，第一连接弯曲波导（26）、第二连接弯曲波导（27）的波导中心间距b4为20~200 μm；输入直波导（21）、第一3-dB Y分支分束器（23）的两个弯曲波导、第一连接直波导（24）、第二连接直波导（25）、第一连接弯曲波导（26）、第二连接弯曲波导（27）、第二输入锥形波导（28）、第三输入锥形波导（29）、第二3-dB Y分支分束器（210）的两个弯曲波导、第三3-dB Y分支分束器（211）的两个弯曲波导、第一输出直波导（212）、第二输出直波导（213）、第三输出直波导（214）、第四输出直波导（215）的宽度w相等为2~10 μm；第一输入锥形波导（22）与第一3-dB Y分支分束器（23）连接处的宽度、第二输入锥形波导（28）与第二3-dB Y分支分束器（210）连接处的宽度、第三输入锥形波导（29）与第三3-dB Y分支分束器（211）连接处的宽度w1相等为5~30 µm；第一3-dB Y分支分束器（23）与第一锥形波导（22）连接处两分支之间的间隙、第二3-dB Y分支分束器（210）与第二锥形波导（28）连接处两分支之间的间隙、第三3-dB Y分支分束器（211）与第三锥形波导（29）连接处两分支之间的间隙w2相等为0.01~1 µm；第一连接直波导（24）和第二连接直波导（25）之间的间距、第一输出直波导（212）和第二输出直波导（213）之间的间距、第一输出直波导（214）和第二输出直波导（215）之间的间距w3相等为10~100 µm；从下至上输入直波导（21）、第一输入锥形波导（22）、第一3-dB Y分支分束器（23）、第一连接直波导（24）、第二连接直波导（25）、第一连接弯曲波导（26）、第二连接弯曲波导（27）、第二输入锥形波导（28）、第三输入锥形波导（29）、第二3-dB Y分支分束器（210）、第三3-dB Y分支分束器（211）、第一输出直波导（212）、第二输出直波导（213）、第三输出直波导（214）、第四输出直波导（215）依次由硅片衬底（41）、在硅片衬底（41）上制备的聚合物波导下包层（42）、在聚合物下包层（42）上制备的条形结构的聚合物光波导芯层（43）、在聚合物下包层（42）和聚合物光波导芯层（43）上制备的聚合物波导上包层（44）组成；聚合物光波导芯层（43）被包埋在聚合物波导上包层（44）之中；硅片衬底（41）的厚度为0.5~1 mm，聚合物波导下包层（42）的厚度为3~10 µm，聚合物光波导芯层（43）的厚度为2~15 µm，聚合物波导上包层（44）的厚度为3~10 µm。