偏振分束旋轉(zhuǎn)器（PSR）是解決絕緣襯底上硅（SOI）平臺(tái)光波導(dǎo)器件偏振敏感問題的關(guān)鍵性器件。SOI波導(dǎo)材料的折射率差大,使得橫電模（TE）和橫磁模（TM）的有效折射率差值很大,故器件對(duì)偏振態(tài)敏感。偏振分束旋轉(zhuǎn)器可有效解決這一問題,光波經(jīng)過PSR后可以兩束同偏振態(tài)的模式光輸出。根據(jù)模式轉(zhuǎn)換機(jī)制的不同,PSR分為基于模式耦合和基于模式演化兩類。分別介紹對(duì)應(yīng)器件的研究進(jìn)展�；谀Ｊ今詈显淼腜SR,模式轉(zhuǎn)換過程一步實(shí)現(xiàn),設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,具有小尺寸、工藝易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn);基于模式演化原理的PSR,模式轉(zhuǎn)換分兩步完成,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,具有大帶寬、大容差的特點(diǎn)。此外,還介紹了中紅外波段的PSR,并對(duì)硅光偏振分束旋轉(zhuǎn)器的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)做出預(yù)測(cè)。 

【文章來(lái)源】：激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2020,57(17)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：12 頁(yè)

【部分圖文】：

對(duì)稱波導(dǎo)中模式雜化比曲線

圖1 對(duì)稱波導(dǎo)中模式雜化比曲線圖3是波長(zhǎng)為1550nm、高為250nm、二氧化硅上包層、滿足相位匹配條件的定向耦合結(jié)構(gòu)、輸入TM模式時(shí)，結(jié)構(gòu)中模式轉(zhuǎn)換效率隨耦合長(zhǎng)度的變化曲線，插圖是定向耦合結(jié)構(gòu)示意圖。由圖3可知，交叉端TE與直通端TE模式的轉(zhuǎn)換效率都為0%，由此可知，不存在模式雜化現(xiàn)象的對(duì)稱波導(dǎo)中，即使設(shè)計(jì)定向耦合的波導(dǎo)尺寸，使其滿足寬波導(dǎo)中TM與窄波導(dǎo)中TE的相位匹配條件，也無(wú)法獲得TM模式到TE模式的有效轉(zhuǎn)換。

偏振分束旋轉(zhuǎn)器利用結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的硅納米光波導(dǎo)中的模式雜化，可以實(shí)現(xiàn)片上偏振態(tài)的旋轉(zhuǎn)與分離。包含兩種途徑：一種是結(jié)構(gòu)不對(duì)稱引起波導(dǎo)中正交偏振模式光軸的旋轉(zhuǎn)，出現(xiàn)明顯的模式雜化現(xiàn)象，通過雜化偏振模式的干涉實(shí)現(xiàn)正交偏振模態(tài)的轉(zhuǎn)化。一般采用非對(duì)稱定向耦合結(jié)構(gòu)，滿足相位匹配條件的輸入模式，激發(fā)出雜化模態(tài)的超模，在耦合區(qū)發(fā)生干涉，轉(zhuǎn)換并耦合到輸出波導(dǎo)中，實(shí)現(xiàn)模態(tài)的旋轉(zhuǎn)與分離，即模式耦合型偏振分束旋轉(zhuǎn)器件。另一種是結(jié)構(gòu)不對(duì)稱波導(dǎo)在特殊寬度區(qū)域中出現(xiàn)模式雜化現(xiàn)象，通過雜化偏振模式的演化實(shí)現(xiàn)偏振態(tài)的轉(zhuǎn)化。一般采用絕熱錐形結(jié)構(gòu)，輸入的光經(jīng)過模式混合區(qū)，實(shí)現(xiàn)模態(tài)的旋轉(zhuǎn)與分離，即模式演化型偏振分束旋轉(zhuǎn)器件。2.2 基于模式耦合的PSR

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]硅光子陣列波導(dǎo)光柵器件研究進(jìn)展[J]. 陳曉鈴,胡娟,張志群,馬麗,陳華,方青.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2018(12)
[2]硅光子模斑轉(zhuǎn)換器的研究進(jìn)展[J]. 胡娟,林歡,汪維軍,陳華,方青.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2018(03)



本文編號(hào)：3503767