[发明专利]一种基于不对称定向耦合器的平行多模交叉结构

权利要求书

1.一种基于不对称定向耦合器的平行多模交叉结构，其特征在于，其包括第一多模波导、为直波导的第二多模波导、第三多模波导、位于第一多模波导和第二多模波导之间的第一单模波导队列和位于第二多模波导和第三多模波导之间的第二单模波导队列；

所述第一多模波导由第1直波导段和第1锥形波导段、第2直波导段和第2锥形波导段……、第t-1直波导段和第t-1锥形波导段依次首尾连接而成，t≥2；

所述第三多模波导由第1锥形波导段和第1直波导段、第2锥形波导段和第2直波导段……、第t-1锥形波导段和第t-1直波导段依次首尾连接而成；

所述第一单模波导队列包括第1子单模波导、第2子单模波导……、第t子单模波导；所述第1子单模波导至第t-1子单模波导均由第一波导段、180°弯曲波导段、第二波导段依次首尾连接而成；所述第t子单模波导由180°弯曲波导段和第二波导段依次首尾连接而成；

所述第二单模波导队列包括第1子单模波导、第2子单模波导……、第t子单模波导；所述第1子单模波导由第二波导段和180°弯曲波导段依次首尾连接而成，第2子单模波导至第t子单模波导均由第二波导段、180°弯曲波导段、第一波导段依次首尾连接而成；所述第1子单模波导的180°弯曲波导段连接至所述第三多模波导的第1锥形波导段；

所述多模波导的直波导与所述子单模波导的第一波导段及第二波导段各构成一个ADC；

带有t个模式的光信号传输进入第一多模波导，经ADC解复用转化为基模，所述基模经由第一单模波导队列传输至第二多模波导，经ADC复用同时转化为第二多模波导中第t+1模式的反向传输光信号，该第t+1模式的光信号经ADC解复用转换为基模，所述基模经由第二单模波导队列传输至第三多模波导，经ADC复用同时转化为第三多模波导中t个模式的光信号。

2.根据权利要求1的所述交叉结构，其特征在于，所述多模波导的宽度至少支持前t+1个TEi或TMi模式的传输，其中，i＝0，1，……，t。

3.根据权利要求2的所述交叉结构，其特征在于，所述第一波导段与所述第二波导段分别选用n段直角梯形波导段连接而成，所述直角梯形波导的直角边靠近且平行于所述ADC中的直波导，n≥2。

4.根据权利要求1至3之一的所述交叉结构，其特征在于，所述ADC同时用于复用和解复用。

5.根据权利要求4的所述交叉结构，其特征在于，所述第一单模波导队列中的第二直波导段、第二多模波导和第二单模波导队列中的第二直波导段之间的模式转换采用了三波导定向耦合器结构。

6.根据权利要求1至3之一的所述交叉结构，其特征在于，所述第一多模波导和所述第一单模波导队列与所述第三多模波导和所述第二单模波导队列关于第二多模波导呈轴中心对称。

7.根据权利要求1至3之一的所述交叉结构，其特征在于，所述第一单模波导队列中，所述第1子单模波导至第t-1子单模波导的第一直波导段与180°弯曲波导段之间还设置有第一S型波导段和第三直波导段，其180°弯曲波导段与第二直波导段之间还设置有第二S型波导段。

8.根据权利要求1至3之一的所述交叉结构，其特征在于，所述第一多模波导的第t-1锥形波导段与第t子单模波导之间还设置有第一S型波导段。

9.根据权利要求1至3之一的所述交叉结构，其特征在于，所述第二单模波导队列中，所述第2子单模波导至第t子单模波导的第二直波导段与180°弯曲波导段之间还设置有第二S型波导段，其180°弯曲波导段与第一直波导段之间还设置有第三直波导段和第一S型波导段。

10.根据权利要求1至3之一的所述交叉结构，其特征在于，所述第二单模波导队列中的第1子单模波导与所述第三多模波导的第1锥形波导段之间还设置有第一S型波导段。