一种基于硅基集成的平面超透镜结构非互易光路由器的制作方法

技术特征：
1.一种基于硅基集成的平面超透镜结构非互易光路由器，其特征在于：包括依次连接的：输入硅基集成平板光波导、硅基集成磁光波导阵列、硅基集成相位补偿结构阵列以及输出硅基集成平板光波导；所述输入硅基集成平板光波导的一端为具有m个端口的输入端，m≥3，另一端与硅基集成磁光波导阵列相连接，将输入的光波分束至各硅基集成磁光波导中；其作为光波波束的分束区域，用作基于硅基集成的平面超透镜的非互易光路由器的输入端；所述硅基集成磁光波导阵列由n根等间距的硅基集成磁光波导组成，n≥3，一端与正向输入端的输入硅基集成平板光波导相连接，另一端与硅基集成相位补偿结构阵列相连接，用作基于硅基集成的平面超透镜的非互易光路由器的非互易移相部分；所述硅基集成相位补偿结构阵列由n根等间距的相位补偿单元组成，各相位补偿单元均由两段不同尺寸的硅基集成光波导组成；其一端与n根等间距硅基集成磁光波导一一对应连接，另一端与输出硅基集成平板光波导相连接；所述输出硅基集成平板光波导的一端为具有k个端口的输出端，k≥3，另一端与硅基集成相位补偿结构阵列相连，使得由硅基集成相位补偿结构阵列输入的光波自由干涉并聚焦至k个输出端口中的至少一个输出端口，并进行输出；其作为光波波束的聚焦区域，用作基于硅基集成的平面超透镜的非互易光路由器的输出端。2.如权利要求1所述基于硅基集成的平面超透镜结构非互易光路由器，其特征在于：为了降低器件的本征损耗，还需要优化整体器件中的折射率突变结构以减小光散射损耗以及进一步提高磁光材料的优值。3.如权利要求1所述基于硅基集成的平面超透镜结构非互易光路由器，其特征在于：所述各相位补偿单元中两段不同尺寸的硅基集成光波导，通过设计每段波导的长度和宽度分别以实现在输入输出端之间的任意多个端口的正反向非互易传输。4.如权利要求1所述基于硅基集成的平面超透镜结构非互易光路由器，其特征在于：工作时：在正向传输方向上，光波通过输入硅基集成平板光波导结构，被分束成n路进入硅基集成磁光波导阵列中，其中每一路光束已在输入硅基集成平板光波导中产生了相应的相位差；当光束通过硅基集成磁光波导阵列后，每一束光路进一步产生了正向的非互易相移，并进入硅基集成相位补偿结构阵列；在硅基集成相位补偿结构阵列中，对应每一路光束的相位得到相应的补偿，使得在整个硅基集成相位补偿结构阵列中的光束形成一个具有稳定相位差的光束阵列，并最终进入到正向输出端的输出硅基集成平板光波导中；由于稳定的相位差，这些光束最终在特定的方位上发生相长干涉，使得光波能量在该处发生聚焦，从而进入该处所对应的输出端口；对于反向输入光，光波将经历与正向相同的传输状态，而由于硅基集成磁光波导带来的非互易移相效应，使得反向传输光在硅基集成磁光波导阵列中产生与正向不同的移相，从而改变了当光束阵列输入到正向输入端的输入硅基集成平板光波导时的相位差，导致反向传输光将在与正向输入端口不同的方位处发生干涉聚焦，反向输出光从而能够进入与原正向输入端口不同的端口，由此实现了非互易的端口间传输。

技术总结
本发明属于集成光学领域，具体涉及一种基于硅基集成的平面超透镜结构非互易光路由器。本发明通过对每一路输入波导进行相位设计，使其形成特定的相位差，在平面超透镜中所需方向上进行相长干涉并输出；同时磁光波导带来的非互易移相效应能够使得反向传输信号在不同于输入端口的其他端口进行传输，从而实现了在多端口间同时进行正反向非互易光传输的功能。并且通过透镜聚焦进行端口选择的方法使得端口拓展不再需要器件的级联。最终本发明大大拓展了传输状态，有效避免了因多端口器件级联导致的器件尺寸大等问题。的器件尺寸大等问题。的器件尺寸大等问题。


技术研发人员：毕磊 严巍 秦俊 邓龙江
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：2021.07.14
技术公布日：2021/11/21