一种宽波段高消光比片上集成偏振器及设计方法与流程

技术特征：
1.一种宽波段高消光比片上集成偏振器，其特征在于，包括衬底6、上包层5、以及设置在衬底和上包层之间的波导芯层，所述波导芯层按光传播方向顺次分成三部分，输入直波导芯层(1)、倾斜光栅波导芯层(2)及输出直波导芯层(3)，其中，设置在输入直波导芯层(1)与输出直波导芯层(3)之间的倾斜光栅波导芯层(2)为若干个周期且相互倾斜平行设置。2.根据权利要求1所述的宽波段高消光比片上集成偏振器，其特征在于，所述输入直波导芯层(1)、倾斜光栅波导芯层(2)邻近输出直波导芯层(3)端面与输出直波导芯层(3)平行。3.根据权利要求1所述的宽波段高消光比片上集成偏振器，其特征在于，输入直波导芯层(1)、输出直波导芯层(3)结构相同，倾斜光栅波导芯层(2)刻蚀深度及宽度在传输方向上的投影与输入直波导芯层(1)/输出直波导芯层(3)尺寸相同。4.根据权利要求1所述的宽波段高消光比片上集成偏振器，其特征在于，所述输入直波导芯层(1)、倾斜光栅波导芯层(2)及输出直波导芯层(3)折射率相同，且大于在其相互之间间隙内的上包层(5)折射率。5.根据权利要求1所述的宽波段高消光比片上集成偏振器，其特征在于，倾斜光栅波导芯层(2)的倾斜角度不大于6.一种权利要求1至5任一项所述的宽波段高消光比片上集成偏振器的设计方法，其特征在于，利用一维光子晶体能带理论计算出te和tm两种模式的归一化频率与归一化波矢k1的关系，选取te模式禁带与tm导带两部分带隙重叠的边界确定倾斜光栅倾斜角度、间隙以及光栅周期。7.根据权利要求6所述的宽波段高消光比片上集成偏振器设计方法，其特征在于，倾斜光栅波导芯层(2)的有效折射率为n1，其间隙内的上包层折射率为n2，且二者宽度分别为a1、a2时，根据一维光子晶体能带理论，利用传输矩阵法可分别计算出te和tm两种模式能带结构关于归一化频率与归一化波矢k1平面的分布。8.根据权利要求7所述的宽波段高消光比片上集成偏振器设计方法，其特征在于，根据归一化频率归一化波矢k1关系直线与能带结构的交叠，可以确定te模式禁带与tm导带两部分带隙重叠区域。9.根据权利要求8所述的宽波段高消光比片上集成偏振器，其特征在于，根据te模式禁带与tm导带两部分带隙重叠区域的上、下边界计算获取直光栅周期10.根据权利要求9所述的宽波段高消光比片上集成偏振器设计方法，其特征在于，利用直光栅周期d与倾斜光栅周期a以及各介质层宽度a1与a2确定参数。

技术总结
本发明属于集成光子学、光传感技术领域，具体涉及一种宽波段高消光比片上集成偏振器及设计方法。本发明宽波段高消光比片上集成偏振器包括衬底6、上包层5、以及设置在衬底和上包层之间的波导芯层，所述波导芯层按光传播方向顺次分成三部分，分别为输入直波导芯层(1)、倾斜光栅波导芯层(2)及输出直波导芯层(3)，其中，设置在输入直波导芯层(1)与输出直波导芯层(3)之间的倾斜光栅波导芯层(2)包含若干个周期且相互倾斜平行设置。本发明提供的偏振器结构简单、工艺实现难度低，同时利用一维光子晶体能带理论设计倾斜光栅参数，可得到较大的工作带宽，具有较大加工误差容限，同时可保证TM模式低损透射而TE模式高效反射，实现超高偏振消光比。振消光比。振消光比。


技术研发人员：毛玉政 陈琳 王少华 袁钊 谢良平
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所
技术研发日：2021.08.27
技术公布日：2021/11/30