偏振转换耦合结构及光子集成芯片和光学组件的制作方法

1.本技术涉及光通信技术领域，尤其涉及一种偏振转换耦合结构及光子集成芯片和光学组件。


背景技术：

2.随着数据中心光互联的迅猛发展，光通信行业中光器件的需求数量大幅度增加，除了对传输速率要求的日益提升，光器件、芯片的成本和封装尺寸也在行业竞争中显得越发重要。据此，基于硅材料和
ⅲ‑ⅴ
族材料的集成芯片逐渐在光通信市场上崭露头角，并成为了光通信行业的主要发展方向。
3.由于光刻工艺及材料问题，不同偏振方向的光折射率不同，中心波长也会产生偏移，光刻后波导水平和垂直两个方向的粗糙度也不同，随机偏振光直接入射至光芯片内后会产生较大的偏振相关损耗(polarization determined loss，pdl)。pdl是光芯片的重要性能指标，消除或减小pdl的影响成为集成光芯片长期发展的难题。
4.另外，在光学组件中经常采用的一些偏振相关元件，例如半导体光放大器(semiconductor optical amplifier，soa)、偏振相关隔离器、偏振相关光环形器或保偏光纤等，也存在较大的pdl。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种偏振转换耦合结构及光子集成芯片和光学组件，可有效减小偏振相关损耗。
6.为了实现上述目的之一，本技术提供了一种偏振转换耦合结构，所述偏振转换耦合结构具有光入射口，随机偏振态的入射光经所述光入射口入射到所述偏振转换耦合结构内；所述偏振转换耦合结构包括衬底，所述衬底上设有偏振分光结构、偏振旋转结构和二合一耦合结构；
7.所述偏振分光结构包括一个输入波导和两个输出波导；所述输入波导延伸至所述光入射口，用于接收所述入射光；所述两个输出波导分别用于传输两路偏振态相互垂直的线偏振光；
8.所述偏振旋转结构设于所述两个输出波导的其中一个输出波导中，用于将其所在输出波导中传输的线偏振光的偏振态旋转成与另一路线偏振光的偏振态一致；
9.所述二合一耦合结构包括至少一个相移器和至少一个耦合器；所述耦合器包括两个输入端口和一个输出端口，所述两个输入端口分别连接所述两个输出波导；所述相移器设于所述两个输出波导的其中一个输出波导中，所述相移器用于调节其所在输出波导中传输的线偏振光的相位；
10.所述二合一耦合结构将两路偏振态一致的所述线偏振光合为一路线偏振光输出。
11.作为实施方式的进一步改进，所述二合一耦合结构包括两个耦合器和两个相移器；所述两个耦合器分别为第一耦合器和第二耦合器，所述两个相移器分别为第一相移器
和第二相移器；
12.所述第一耦合器包括两个第一输入端口和两个第一输出端口，所述第二耦合器包括两个第二输入端口和一个第二输出端口；
13.所述两个第一输入端口分别连接所述两个输出波导；所述第一相移器设于所述两个输出波导的其中一个输出波导中，所述第一相移器用于调节其所在的所述输出波导中传输的线偏振光的相位，使两路偏振态一致的所述线偏振光的相位相同；所述两个第二输入端口分别连接所述两个第一输出端口；所述第二相移器设于所述两个第一输出端口的其中一个第一输出端口和与其相连接的第二输入端口之间，所述第二相移器用于调节其所在的所述第一输出端口输出的线偏振光的相位，使所述第一耦合器输出的两路线偏振光经所述第二耦合器后合为一路线偏振光输出。
14.作为实施方式的进一步改进，所述第二耦合器的所述第二输出端口一侧还设有监测端口，所述监测端口连接一监测探测器。
15.作为实施方式的进一步改进，所述耦合器的所述输出端口一侧还设有监测端口，所述监测端口连接一监测探测器。
16.作为实施方式的进一步改进，所述偏振分光结构为基于马赫
‑
曾德尔干涉仪的偏振分光器。
17.作为实施方式的进一步改进，所述偏振旋转结构为基于非对称波导的偏振旋转器。
18.作为实施方式的进一步改进，所述耦合器的耦合区还设有一相移器。
19.本技术还提供了一种光子集成芯片，所述光子集成芯片包括上述任一实施例所述的偏振转换耦合结构。
20.作为实施方式的进一步改进，所述光子集成芯片还设有光探测器或光调制器；所述光探测器或光调制器连接所述二合一耦合结构的所述输出端口。
21.本技术还提供了一种偏振转换耦合结构，包括：
22.偏振分光结构，所述偏振分光结构用于将随机偏振态的入射光分成两路偏振态相互垂直的线偏振光；
23.偏振旋转结构，所述偏振旋转结构用于将所述两路线偏振光的其中一路线偏振光的偏振态旋转成与另一路线偏振光的偏振态一致；
24.二合一耦合芯片，所述二合一耦合芯片包括两个输入波导、至少一个相移器和至少一个耦合器；所述耦合器包括两个输入端口和一个输出端口，所述两个输入端口分别连接所述两个输入波导；所述相移器设于所述两个输入波导的其中一个输入波导中，所述相移器用于调节其所在输入波导中传输的线偏振光的相位；
25.经过所述偏振旋转结构成为两路偏振态一致的所述线偏振光分别经所述两个输入波导进入所述二合一耦合芯片，所述二合一耦合芯片将两路偏振态一致的所述线偏振光合为一路线偏振光后经所述输出端口输出。
26.作为实施方式的进一步改进，所述偏振分光结构为走离晶体；或所述偏振分光结构包括偏振分光棱镜和反射镜，所述反射镜用于将所述偏振分光棱镜输出的其中一路线偏振光反射至与另一路线偏振光平行传输。
27.作为实施方式的进一步改进，所述偏振旋转结构包括一半波片，所述半波片位于
所述偏振分光结构输出的所述两路偏振态相互垂直的线偏振光的其中一路线偏振光的光路中。
28.作为实施方式的进一步改进，所述偏振旋转结构还包括光路补偿片，所述光路补偿片与所述半波片分别位于两路所述线偏振光的光路中。
29.作为实施方式的进一步改进，所述偏振旋转结构与所述二合一耦合芯片之间还设有耦合结构；所述耦合结构包括分别位于两路所述线偏振光的光路中的耦合透镜，或者所述耦合结构包括一光路偏移元件和耦合透镜
30.本技术另外提供了一种光学组件，该光学组件包括上述任一实施例所述的偏振转换耦合结构和偏振敏感光学系统。所述偏振转换耦合结构将随机偏振态的入射光转成一路与所述偏振敏感光学系统相匹配的线偏振光之后，再耦合到所述偏振敏感光学系统内。
31.作为实施方式的进一步改进，所述偏振敏感光学系统为光子集成芯片、半导体光放大器、偏振相关隔离器、偏振相关光环形器或保偏光纤的其中一种或多种的组合；所述光学组件还包括耦合透镜，所述偏振转换耦合结构输出的线偏振光经所述耦合透镜耦合到所述偏振敏感光学元件内；
32.或者，所述偏振敏感光学系统为外腔激光器，所述偏振转换耦合结构设于所述外腔激光器的谐振腔内。
33.本技术的有益效果：本技术对随机偏振态的入射光经过偏振分光和偏振旋转之后再经低损耗的二合一耦合结构合成一束优化的线偏振光，再与光子集成芯片和其它偏振敏感的光学系统结合，可有效减小光子集成芯片或光学组件的偏振相关损耗。
附图说明
34.图1为本技术实施例1的偏振转换耦合结构的结构示意图；
35.图2为实施例1中采用的偏振分光结构及其内光偏振态变化示意图；
36.图3为偏振分光结构的另一种结构示意图；
37.图4为实施例1中采用的偏振旋转结构的横截面示意图；
38.图5为本技术实施例1的偏振转换耦合结构的变形结构示意图；
39.图6为本技术实施例2的偏振转换耦合结构的结构示意图；
40.图7为实施例2的偏振转换耦合结构的变形结构示意图；
41.图8为本技术实施例3的偏振转换耦合结构的结构示意图；
42.图9为本技术实施例4的光子集成芯片的结构示意图；
43.图10为本技术实施例5的偏振转换耦合结构示意图；
44.图11为本技术实施例5的偏振转换耦合结构的变形示意图；
45.图12为本技术实施例6的光学组件结构示意图。
具体实施方式
46.以下将结合附图所示的具体实施方式对本技术进行详细描述。但这些实施方式并不限制本技术，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本技术的保护范围内。
47.在本技术的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结
构或部分夸大，因此，仅用于图示本技术的主题的基本结构。
48.另外，本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。当元件或层被称为在另一部件或层“上”、与另一部件或层“连接”时，其可以直接在该另一部件或层上、连接到该另一部件或层，或者可以存在中间元件或层。
49.实施例1
50.如图1所示，该实施例提供了一种偏振转换耦合结构100，可将随机偏振态的入射光转换成所需的tm光或te光。该偏振转换耦合结构100具有光入射口101a，随机偏振态的入射光经该光入射口101a入射到偏振转换耦合结构100内。偏振转换耦合结构100包括衬底101，衬底101上设有偏振分光结构110、偏振旋转结构120和二合一耦合结构130。该实施例中，偏振转换耦合结构100基于soi(silicon
‑
on
‑
insulator，绝缘体上硅)结构设计，包括依次层叠的硅衬底、埋氧层和顶层硅，上述偏振分光结构(pbs，polarizing beam splitter)110、偏振旋转结构(pr，polarization rotator)120和二合一耦合结构130均由顶层硅蚀刻形成，顶层硅上还可覆盖绝缘保护层。在其它实施例中，偏振转换耦合结构也可以基于
ⅲ‑ⅴ
族材料制作的半导体芯片结构，如铌酸锂芯片等。
51.该实施例中，偏振分光结构110包括一个输入波导111和两个输出波导112。其中，输入波导111延伸至上述偏振转换耦合结构100的光入射口101a，用于接收入射光。两个输出波导112分别用于传输两路偏振态相互垂直的线偏振光，如te光和tm光。偏振旋转结构120设于该两个输出波导112的其中一个输出波导中，用于将其所在输出波导中传输的线偏振光的偏振态旋转成与另一路线偏振光的偏振态一致。二合一耦合结构130包括至少一个相移器131和至少一个耦合器132，用于将两路偏振态一致的线偏振光合为一路线偏振光输出。该实施例中，二合一耦合结构130包括一个相移器131和一个耦合器132。其中，耦合器132包括两个输入端口132a和一个输出端口132b，该两个输入端口132a分别连接上述两个输出波导112。相移器131设于上述两个输出波导112的其中一个输出波导中，用于调节其所在输出波导中传输的线偏振光的相位，使其与另一输出波导中传输的线偏振光的相位一致，两路具有同相位同偏振态的线偏振光经耦合器132合为一路线偏振光由耦合器132的输出端口132b输出。
52.如图2所示，该实施例中，偏振分光结构110为基于马赫
‑
曾德尔干涉仪的偏振分光器。该偏振分光结构110包括两个2
×
2耦合器和两个连接臂113、114，两个连接臂113、114连接该两个2
×
2耦合器。其中一个2
×
2耦合器的两个入射臂的其中一个入射臂作为偏振分光结构的输入波导111，另一个2
×
2耦合器的两个输出臂分别作为偏振分光结构的两个输出波导112。该实施例中，两个连接臂113、114的宽度d1和d2不同，通过设计两个连接臂113、114的宽度d1和d2，实现偏振分光，将随机偏振态的入射光分成te光和tm光，分别由两个输出波导112输出。在其它实施例中，如图3所示，作为偏振分光结构110’，马赫
‑
曾德尔干涉仪也可以设计成两个连接臂115、116的长度不同，通过设计两个连接臂115、116的长度差
△
l，
实现偏振分光，将随机偏振态的入射光分成te光和tm光，分别由两个输出波导输出。如图4所示，该实施例中，偏振旋转结构120为基于非对称波导的偏振旋转器。该非对称波导包括一脊波导121和位于脊波导121一侧的部分平面波导122。
53.如图1所示，以将随机偏振态的入射光转换为一束tm光为例，随机偏振态的入射光可以是自然光、椭圆偏振光或偏振方向不是最优的线偏振光(该实施例中为非tm光)等其中在一种或几种的组合。随机偏振态的入射光由偏振转换耦合结构100的光入射口101a入射到偏振分光结构110的输入波导111中，经偏振分光结构110分成tm光和te光分别由两个输出波导112输出。该实施例中，偏振旋转结构120和相移器131都设于传输te光的输出波导112中，偏振旋转结构120将该输出波导112中传输的te光转换成tm光输出，之后相移器131再调节该输出波导112中被旋转之后的tm光的相位，使其与另一输出波导112中传输的tm光在耦合器132中以最小的损耗合为一路tm光由耦合器132的输出端口132a输出。在其它实施例中，相移器和偏振旋转结构也可以分别设在两个输出波导中。假设需要将随机偏振态的入射光转换为一束te光时，则将偏振旋转结构设在传输tm光的输出波导中，以将该输出波导中传输的tm光转换成te光输出。
54.如图5所示，上述实施例1还可在耦合器132的耦合区设置另一相移器132c，用于调节该耦合器132的分光比，以将两路任意振幅的同相位同偏振态的线偏振光耦合到同一光波导中。
55.实施例2
56.如图5所示，该实施例同样提供一种偏振转换耦合结构100’，可将随机偏振态的入射光转换成所需的tm光或te光。该偏振转换耦合结构100’包括衬底101，衬底101上设有偏振分光结构110、偏振旋转结构120和二合一耦合结构130。与实施例1不同的是，该实施例中，二合一耦合结构130包括两个耦合器和两个相移器；该两个耦合器分别为第一耦合器134和第二耦合器136，两个相移器分别为第一相移器133和第二相移器135。其中，第一耦合器134包括两个第一输入端口134a和两个第一输出端口134b，第二耦合器136包括两个第二输入端口136a和一个第二输出端口136b。第一耦合器134a的两个第一输入端口134a分别连接偏振分光结构110的两个输出波导112，第一相移器133设于两个输出波导112的其中一个输出波导中，用于调节其所在的输出波导中传输的线偏振光的相位，使两路偏振态一致的线偏振光的相位相同。第二耦合器136的两个第二输入端口136a分别连接第一耦合器134的两个第一输出端口134b。第二相移器135设于两个第一输出端口134b的其中一个第一输出端口和与其相连接的第二输入端口136a之间，该第二相移器135用于调节其所在的第一输出端口输出的线偏振光的相位，以改变第二耦合器136的分光比，从而使得第一耦合器134输出的两路线偏振光经第二耦合器136后合为一路线偏振光输出。即通过第二相移器135来调节第二耦合器136的分光比，以将两路任意振幅的同相位同偏振态的线偏振光耦合到同一光波导中，再由第二耦合器136的第二输出端口136b输出。该实施例中，第二耦合器136采用的定向耦合器。在其它实施例中，第二耦合器也可以采用y型耦合器或多模干涉耦合器等。
57.同样以将随机偏振态的入射光转换成一束tm光为例，随机偏振态的入射光由偏振转换耦合结构100’的光入射口101a入射到偏振分光结构110的输入波导111中，经偏振分光结构110分成tm光和te光分别由两个输出波导112输出。该实施例中，偏振旋转结构120和第
一相移器133都设于传输te光的输出波导112中，偏振旋转结构120将该输出波导112中传输的te光转换成tm光输出，之后第一相移器133再调节该输出波导112中被旋转之后的tm光的相位，使其与另一输出波导中传输的tm光的相位一致。两路同相位的tm光经第一耦合器134耦合之后由第一耦合器134的两个第一输出端口134b分别输出两路任意振幅的tm光，其中一路tm光经第二相移器135调节相位之后，与另一路tm光在第二耦合器136耦合为一路tm光由第二耦合器136的第二输出端口136b输出。通过第二相移器135调节第二耦合器136的分光比，以将两路任意振幅的tm光耦合到同一光波导中，再由第二耦合器136的第二输出端口136b输出，可使得两路tm光以更小的损耗合为一路tm光输出，减小了耦合损耗。
58.如图6所示，上述实施例2的偏振旋转耦合结构100’还可在第二耦合器136的第二输出端口136b一侧设置监测端口136c和监测探测器(mpd，monitor photoelectric detector)137，监测探测器137设于监测端口136c处，以监测二合一耦合结构130的耦合损耗，使得两路线偏振光合为一路线偏振光输出时，具有最小损耗。同样，在实施例1的二合一耦合结构的输出端口一侧也可以设有监测端口和监测探测器，监测探测器设于监测端口处，以监测二合一耦合结构的耦合损耗。
59.实施例3
60.如图7所示，该实施例同样提供一种偏振转换耦合结构100”，可将随机偏振态的入射光转换成所需的tm光或te光。该偏振转换耦合结构100’包括衬底101，衬底101上设有偏振分光结构110、偏振旋转结构120和二合一耦合结构130。与实施例2不同的是，该实施例中，二合一耦合结构130的第二耦合器138采用的是y型耦合器。该第二耦合器138包括两个第二输入端口138a和一个第二输出端口138b。
61.该实施例以将随机偏振态的入射光转换成一束te光为例，随机偏振态的入射光由偏振转换耦合结构100”的光入射口101a入射到偏振分光结构110的输入波导111中，经偏振分光结构110分成tm光和te光分别由两个输出波导112输出。该实施例中，偏振旋转结构120设于传输tm光的输出波导112中，第一相移器133设于传输te光的输出波导112中。偏振旋转结构120将该输出波导112中传输的tm光转换成te光输出，第一相移器133调节另一输出波导112中的te光的相位，使其与被偏振旋转结构120旋转之后的te光的相位一致。两路同相位的te光分别由第一耦合器134的两个第一输入端口134a输入，经第一耦合器134耦合之后由第一耦合器134的两个第一输出端口134b分别输出两路任意振幅的te光，其中一路te光经第二相移器135调节相位之后，与另一路te光在第二耦合器138耦合为一路te光由第二耦合器138的第二输出端口138b输出。通过第二相移器135调节第二耦合器138的分光比，以将两路任意振幅的te光耦合到同一光波导中，再由第二耦合器138的第二输出端口138b输出，可使得两路te光以更小的损耗合为一路te光输出，减小了耦合损耗。
62.实施例4
63.如图8所示，该实施例提供了一种光子集成芯片，该光子集成芯片集成了上述实施例1或2或3中的偏振转换耦合结构，图8中以集成实施例2中的偏振转换耦合结构100’为示例。该实施例中，光子集成芯片还设有光探测器200，该光探测器200连接上述偏振转换耦合结构100’的二合一耦合结构130的输出端口136b。
64.随机偏振态的入射光直接入射到光子集成芯片内的光探测器时，由于随机偏振态的入射光入射至光子集成芯片内后会产生较大的偏振相关损耗，影响光探测器的性能。该
实施例的光子集成芯片通过集成上述偏振转换耦合结构100’，将随机偏振态的入射光转换成芯片中损耗较小的优势偏振方向的线偏振光，如te光或tm光，再入射到光探测器200内，可有效减小偏振相关损耗。
65.在其它实施例中，光子集成芯片也可以集成光调制器，该光调制器连接上述偏振转换耦合结构的二合一耦合结构的输出端口。光子集成芯片通过集成上述偏振转换耦合结构，将随机偏振态的入射光转换成芯片中损耗较小的优势偏振方向的线偏振光，如te光或tm光，再入射到光调制器内，可有效减小偏振相关损耗。
66.当然，在其它实施例中，光子集成芯片还可以集成其它光学元件，如波分复用器等。
67.实施例5
68.如图9所示，该实施例提供了一种偏振转换耦合结构，与实施例1
‑
3不同的是，实施例1
‑
3所有的结构都集成在光子集成芯片中，该实施例的偏振转换耦合结构采用的是部分自由空间结构与芯片的组合。具体的，该实施例中，偏振转换耦合结构300包括自由空间结构的偏振分光结构310和偏振旋转结构320，以及二合一耦合芯片330的组合。其中，偏振分光结构310用于将随机偏振态的入射光分成两路偏振态相互垂直的线偏振光；偏振旋转结构320用于将其中一路线偏振光的偏振态旋转成与另一路线偏振光的偏振态一致。二合一耦合芯片330与实施例1
‑
3的偏振转换耦合结构中的二合一耦合结构类似，该实施例中，二合一耦合芯片330包括两个输入波导331、至少一个相移器和至少一个耦合器。上述耦合器包括两个输入端口和一个输出端口，两个输入端口分别连接两个输入波导；相移器设于两个输入波导的其中一个输入波导中，用于调节其所在输入波导中传输的线偏振光的相位。上述两路偏振态一致的线偏振光分别经两个输入波导331进入二合一耦合芯片330，二合一耦合芯片330将两路偏振态一致的线偏振光合为一路线偏振光输出。
69.该实施例中，上述偏振分光结构310为走离(walk
‑
off)晶体，基于双折射晶体的走离效应，将随机偏振态的入射光分成两路偏振态相互垂直的平行光输出。在其它实施例中，偏振分光结构也可以采用偏振分光棱镜(pbs，polarization beam splitter)和反射镜的组合。偏振分光棱镜将随机偏振态的入射光分成两路偏振态相互垂直的线偏振光输出，其中一路线偏振光经反射镜反射之后与另一路线偏振光平行传输。
70.上述偏振旋转结构320包括一半波片321，该半波片321位于上述偏振分光结构310输出的两路偏振态相互垂直的线偏振光的其中一路线偏振光的光路中，用于将其所在光路的线偏振光的偏振态旋转为与另一路线偏振光的偏振态一致。该实施例中，偏振旋转结构320还包括光路补偿片322，该光路补偿片322与半波片321分别位于两路线偏振光的光路中。即半波片321位于其中一路线偏振光的光路中，光路补偿片322位于另一路线偏振光的光路中。光路补偿片322可以采用透明光学平片，如玻璃片等。
71.该实施例中，上述二合一耦合芯片330包括两个耦合器和两个相移器；两个耦合器分别为第一耦合器333和第二耦合器335，两个相移器分别为第一相移器332和第二相移器334。其中，第一耦合器333包括两个第一输入端口333a和两个第一输出端口333b，第二耦合器335包括两个第二输入端口335a和一个第二输出端口335b。两个第一输入端口333a分别连接两个输入波导331；第一相移器332设于两个输入波导331的其中一个输入波导331中，第一相移器332用于调节其所在的输入波导中331传输的线偏振光的相位，使两路偏振态一
致的线偏振光的相位相同。两个第二输入端口335a分别连接两个第一输出端口333b；第二相移器334设于两个第一输出端口333b的其中一个第一输出端口333b和与其相连接的第二输入端口335a之间，以改变第二耦合器335的分光比，从而使得第一耦合器333输出的两路线偏振光经第二耦合器335后合为一路线偏振光输出。即通过第二相移器334来调节第二耦合器335的分光比，以将两路任意振幅的同相位同偏振态的线偏振光耦合到同一光波导中，再由第二耦合器335的第二输出端口335b输出。该实施例中，第二耦合器335采用的y型耦合器。在其它实施例中，第二耦合器也可以采用定向耦合器或多模干涉耦合器等。
72.该实施例中，在偏振旋转结构320与二合一耦合芯片330之间还设有耦合结构340；该耦合结构340包括分别位于两路线偏振光的光路中的耦合透镜。偏振旋转结构320输出的两路偏振态一致的线偏振光分别经两个耦合透镜耦合到二合一耦合芯片330的两个输入波导331中。
73.以将随机偏振态的入射光转换成一束te光为例，随机偏振态的入射光入射到偏振分光结构310中，经偏振分光结构310分成tm光和te光输出。该实施例中，偏振旋转结构320的半波片321设于tm光的光路中，以将tm光旋转为te光，另一路线偏振光te光经光路补充片直接输出。两路te光分别经两个耦合透镜耦合到二合一耦合芯片内。第一相移器332调节其中一路te光的相位，使其与另一路te光的相位一致。两路同相位的te光分别由第一耦合器333的两个第一输入端口333a输入，经第一耦合器333耦合之后由第一耦合器333的两个第一输出端口333b分别输出两路任意振幅的te光，其中一路te光经第二相移器334调节相位之后，与另一路te光在第二耦合器335耦合为一路te光由第二耦合器335的第二输出端口335b输出。通过第二相移器334调节第二耦合器335的分光比，以将两路任意振幅的te光耦合到同一光波导中，再由第二耦合器335的第二输出端口335b输出，可使得两路te光以更小的损耗合为一路te光输出，减小了耦合损耗。
74.如图10所示，为图9中偏振转换耦合结构的变形结构，与图9所示的偏振转换耦合结构不同的是，该实施例中，耦合结构340包括一光路偏移元件342和耦合透镜342，光路偏移元件342位于其中一路线偏振光中，将其所在的线偏振光向另一路线偏振光偏移，使两路线偏振光的间距变小，再经同一个较大的耦合透镜342分别耦合到二合一耦合芯片330的两个输入波导331中。这里光路偏移元件342采用的是一楔角片。
75.实施例6
76.如图11所示，该实施例提供一种光学组件，该光学组件包括上述实施例1或2或3或5中的偏振转换耦合结构和偏振敏感光学系统400，图11中以实施例2中的偏振转换耦合结构100’为示例。该实施例中，光学组件还包括耦合透镜500，偏振转换耦合结构100’的二合一耦合结构130输出的线偏振光经该耦合透镜500耦合到偏振敏感光学系统400内。
77.该实施例中，上述偏振敏感光学系统400为集成了光调制器的另一光子集成芯片。上述偏振转换耦合结构100’将随机偏振态的入射光转换成芯片中损耗较小的优势偏振方向(与偏振敏感光学系统相匹配)的线偏振光，如te光或tm光，再入射到该光子集成芯片的光调制器内，可有效减小偏振相关损耗。
78.在其它实施例中，偏振敏感光学系统也可以是半导体光放大器、偏振相关隔离器、偏振相关光环形器或保偏光纤的其中一种或多种的组合。或者，偏振敏感光学系统也可以是外腔激光器，偏振转换耦合结构设于外腔激光器的谐振腔内。
79.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本技术的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本技术的保护范围，凡未脱离本技术技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本技术的保护范围之内。