復(fù)合光合波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及復(fù)合光合波器。用于合并多個(gè)光信號(hào)的復(fù)合光合波器包括一組合波器。這組合波器包括至少一個(gè)偏振合波器，該偏振合波器光學(xué)地連接到至少一個(gè)非偏振合波器。非偏振合波器合并第一組輸入信號(hào)并同時(shí)保持在第一組信號(hào)中的各個(gè)輸入信號(hào)的偏振。偏振合波器合并第二組輸入信號(hào)并同時(shí)變換在第二組信號(hào)中的至少一個(gè)輸入信號(hào)的偏振。
【專利說明】復(fù)合光合波器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體涉及光合波器，并且更特別是涉及用于合并多個(gè)光信號(hào)的復(fù)合光合波 器。

【背景技術(shù)】
[0002] 在光通信系統(tǒng)中，例如用于小于40公里距離的40G比特每秒（b/s)或100Gb/s的 以太網(wǎng)，要求數(shù)據(jù)傳輸速率和帶寬為非常高，而期望收發(fā)器的尺寸和成本為非常低。為減少 成本，在很多情況下，不同波長的多個(gè)光信號(hào)被合并入單個(gè)光纖中。通過合并幾個(gè)信號(hào)，光 通信的容量被增大。
[0003] 存在兩種光合波器，即功率合波器和波長合波器。基于多模干涉（MMI)的耦合器 一般被用作用于合并不同波長的多個(gè)光信號(hào)的功率合波器。在MMI耦合器的輸入側(cè)，使用 多個(gè)波導(dǎo)端口來導(dǎo)引多個(gè)輸入信號(hào)。在輸出側(cè)，對(duì)于輸出信號(hào)使用單個(gè)端口，而所有輸入信 號(hào)被合并入此輸出信號(hào)。然而，對(duì)于各個(gè)輸入信號(hào)，僅有功率的一部分存在于輸出信號(hào)中。
[0004] 例如，4xmMI耦合器能夠合并四個(gè)光信號(hào)，但對(duì)于各個(gè)信號(hào)有至少6分貝（dB) 的功率損耗。此類裝置的例子由如下文獻(xiàn)描述：Besse等的"Optical bandwidth and fabrication tolerance of multimode interference couplers (多模干涉奉禹合器的光帶 寬和制造公差），"IEEE J. Lightwave Technol. (IEEE 光學(xué)學(xué)報(bào)），vol. 12, no. 6, ρρ· 1004-1 009, Junel994。
[0005] 波長合波器的例子包括陣列波導(dǎo)光柵、以及基于環(huán)諧振器的濾波器。波長合波器 通常為窄帶的，能夠?qū)е滦盘?hào)失真。波長合波器理論上產(chǎn)生小的功率損耗，但實(shí)際上損耗會(huì) 大得多。精確控制波長合波器的尺寸是很難的而且合波器的尺寸的小的誤差能夠?qū)е麓蟮?插入損耗。插入損耗是在光纖中插入合波器導(dǎo)致的信號(hào)功率的損耗，且通常以dB為單位。 這樣的裝置的例子在美國專利6, 195, 482中描述。
[0006] 因此，存在對(duì)于使輸入信號(hào)的功率的插入損耗最小化的光合波器的需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的一些實(shí)施例的目的在于，提供用于在合并光信號(hào)的同時(shí)使插入損耗最小 化的系統(tǒng)。本發(fā)明的一些實(shí)施例的另一個(gè)目的在于，提供具有大帶寬且易于制造的光合波 器。
[0008] 本發(fā)明的一些實(shí)施例利用了光纖數(shù)據(jù)通信的兩個(gè)基本特性。首先，各個(gè)波長的輸 入信號(hào)具有相同的偏振模式，例如橫電（TE)模式。其次，在由于輸入信號(hào)的合并而產(chǎn)生的 輸出信號(hào)中，在構(gòu)成輸出信號(hào)的各個(gè)波長之間的相對(duì)偏振不需要是相同的。
[0009] 本發(fā)明的一些實(shí)施例基于如下理解：偏振合波器能夠以合并的光信號(hào)的功率的最 小損耗來合并特定偏振的光信號(hào)。此外，非偏振合波器能夠?qū)⒐庑盘?hào)合并為適于偏振合波 器的信號(hào)。因此，包括至少一個(gè)偏振合波器和至少一個(gè)非偏振合波器的復(fù)合光合波器能夠 合并多個(gè)光信號(hào)，例如四個(gè)光信號(hào)，同時(shí)使被合波信號(hào)的功率最優(yōu)化。
[0010] 這樣的理解和認(rèn)識(shí)使得能夠使用偏振合波器來設(shè)計(jì)復(fù)合光合波器。有利的是，當(dāng) 與僅用功率合波器比較時(shí)，偏振合波器消除了固有的損耗。此外，偏振合波器與波長合波器 相比時(shí)，減少了波長特征的要求并且使波長間隔加倍。
[0011] 因此，一個(gè)實(shí)施例公開了包括一組合波器的、用于合并多個(gè)光信號(hào)的復(fù)合光合波 器。該組合波器包括至少一個(gè)偏振合波器，該偏振合波器光學(xué)地連接到至少一個(gè)非偏振合 波器。非偏振合波器合并第一組輸入信號(hào)而同時(shí)保持在第一組信號(hào)中的各個(gè)輸入信號(hào)的偏 振。偏振合波器合并第二組輸入信號(hào)而同時(shí)變換在第二組信號(hào)中的至少一個(gè)輸入信號(hào)的偏 振。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1A是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的復(fù)合光合波器的示意圖。
[0013] 圖1B和1C是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的圖1A的復(fù)合光合波器的變形的示意圖。
[0014] 圖2A是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用于合并四個(gè)輸入的光信號(hào)的方法的框圖。
[0015] 圖2B和2C是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的圖2A的方法的變形。
[0016] 圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的偏振合波器的例子。
[0017] 圖4是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的偏振合波器的例子。
[0018] 圖5是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的偏振合波器的例子。
[0019] 圖6是根據(jù)一些實(shí)施例的復(fù)合光合波器的例子。
[0020] 圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的空間模式變換器的例子。
[0021] 圖8A和8B是在圖7的空間模式變換器中的信號(hào)的傳播的仿真的圖示；以及
[0022] 圖9A和9B是使用圖7的空間模式變換器的復(fù)合光合波器的波束傳播的圖示。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 本發(fā)明的一些實(shí)施例提供使插入損耗最小化并且使帶寬最大化的用于多個(gè)光信 號(hào)的光合波器。一些實(shí)施例利用了以光學(xué)方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行通信時(shí)通常不使用偏振復(fù)用的事 實(shí)。換句話說，各個(gè)光信號(hào)具有單一的偏振。類似地，例如激光等光源在例如橫電（TE)模 式中以相同偏振振蕩。此外，在單模光纖中的光信號(hào)能夠是任意偏振。對(duì)于在光信號(hào)之間 的相對(duì)偏振沒有要求。
[0024] 這樣的理解和認(rèn)識(shí)使得能夠設(shè)計(jì)同時(shí)使用偏振和非偏振合波器的復(fù)合光合波器。 有利的是，當(dāng)與僅用功率合波器比較時(shí)，偏振合波器消除了固有的損耗。此外，與波長合波 器相比時(shí)，偏振合波器減少了波長特征的要求并且使波長間隔加倍。
[0025] 圖1A示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的復(fù)合光合波器110。復(fù)合光合波器能夠被用 于合并光信號(hào)，同時(shí)使光信號(hào)的功率損耗最小化。
[0026] 對(duì)于復(fù)合光合波器110,輸入信號(hào)130包括多個(gè)光信號(hào)，而輸出信號(hào)140包括具有 多個(gè)不同偏振的光分量的單個(gè)光信號(hào)。輸入和/或輸出信號(hào)的偏振可以包括基本橫磁（TM) 模式和基本橫電（TE)模式。
[0027] 合波器110由一組120包括至少一個(gè)偏振合波器160和至少一個(gè)非偏振合波器 150的光合波器構(gòu)成。如本文所用，非偏振合波器合并例如第一組的輸入信號(hào)的多個(gè)輸入信 號(hào)，同時(shí)保持在第一組中的各個(gè)輸入信號(hào)的偏振。偏振合波器合并例如第二組的輸入信號(hào) 的多個(gè)輸入信號(hào)，同時(shí)變換在第二組中的至少一個(gè)輸入信號(hào)的偏振。
[0028] 非偏振合波器的例子包括功率合波器和波長合波器。典型的偏振合波器可包括空 間模式變換器和/或偏振變換器。
[0029] 本發(fā)明的一些實(shí)施例基于如下理解：偏振合波器能夠以被合并的光信號(hào)的功率的 最小損耗來合并特定偏振的光信號(hào)。因此，包括至少一個(gè)偏振合波器和至少一個(gè)非偏振合 波器的復(fù)合光合波器能夠合并例如4個(gè)的多個(gè)光信號(hào)，同時(shí)使被合波信號(hào)的功率最優(yōu)化。
[0030] 圖1B示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的復(fù)合光合波器110的變形。在此實(shí)施例中， 偏振合波器160被實(shí)現(xiàn)為光學(xué)地連接到合波器162的偏振變換器155。在此實(shí)施例中，偏振 變換器155變換至少一個(gè)光信號(hào)的偏振，而合波器162合并由偏振變換器155和非偏振合 波器150輸出的不同偏振的多個(gè)光信號(hào)。
[0031] 圖1C不出復(fù)合光合波器110的另一變形，其中偏振合波器161是復(fù)合的，并且具 有偏振變換器和合波器的組合的功能。在圖1B和1C的實(shí)施例的變形中，一組合波器包括 連接到偏振合波器的兩個(gè)非偏振合波器，從而這兩個(gè)非偏振合波器的輸出信號(hào)就是對(duì)于偏 振合波器的輸入信號(hào)。
[0032] 圖2A示出使用根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的復(fù)合變換器110來合并包括第一信號(hào) 210、第二信號(hào)212、第三信號(hào)214以及第四信號(hào)216這四個(gè)輸入光信號(hào)的框圖。這些光信號(hào) 是向復(fù)合變換器110的輸入，復(fù)合變換器110包括第一非偏振合波器240和第二非偏振合 波器241這兩個(gè)非偏振合波器。復(fù)合變換器還包括偏振變換器255和合波器250。附加地 或替代地，偏振變換器255和合波器250能夠被實(shí)現(xiàn)為復(fù)合偏振合波器253。
[0033] 非偏振合波器240-241合并多個(gè)光信號(hào)，同時(shí)保持光信號(hào)的分量的偏振，以輸出 多個(gè)合并的光信號(hào)。具體而言，第一非偏振合波器240合并第一信號(hào)和第二信號(hào)來形成第 一合波信號(hào)245,而第二非偏振合波器241合并第三信號(hào)和第四信號(hào)來形成第二合波信號(hào) 247。偏振變換器255變換第二合波信號(hào)247的偏振。偏振合波器250將第一合波信號(hào)和 第二合波信號(hào)合并為單一光信號(hào)140。光信號(hào)140能夠包括基本橫磁（TM)模式下的第一分 量270和基本橫電（TE)模式下的第二分量260。
[0034] 圖2B示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的圖2A的復(fù)合光合波器的變形。四個(gè)輸入信號(hào)，即信 號(hào)以及TE 4234是TE模式下的輸入信號(hào)。非偏振合波器由兩個(gè)功率 合波器280和285構(gòu)成。功率合波器280將信號(hào)231和232合并以形成包含TE模式下的 兩個(gè)分量的信號(hào)283。類似地，功率合波器285將信號(hào)233和234合并以形成也包含TE模 式下的兩個(gè)分量的信號(hào)287。偏振變換器288將例如TE模式下的兩個(gè)分量的、合并的TE信 號(hào)287的偏振變換為例如TM模式下的兩個(gè)分量的TM信號(hào)289。偏振合波器290對(duì)信號(hào)進(jìn) 行合并，以使信號(hào)283的偏振被保持來形成輸出信號(hào)140的TE模式分量，例如TE模式下的 兩個(gè)分量。TM信號(hào)289的偏振未被改變，形成輸出信號(hào)140的TM模式分量，例如TM模式下 的兩個(gè)分量。合波器的其它變形是可能的。
[0035] 圖2C示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的圖2A的復(fù)合光合波器的變形。四個(gè)輸入信號(hào)是 TE模式下的輸入信號(hào)，即信號(hào)ΤΕ431、TE2232、TE3233以及TE4234。這里，第一輸入信號(hào) 在TE模式下，具有第一波長λ i，第二輸入信號(hào)在TE模式下，具有第二波長λ 2，第三輸入 信號(hào)在ΤΕ模式下，具有第三波長λ 3，第四輸入信號(hào)在ΤΕ模式下，具有第四波長λ 4，使得 λ Ρ λ 3> λ 2> λ 4。非偏振合波器由兩個(gè)波長合波器281和282構(gòu)成。
[0036] 波長合波器281合并信號(hào)231和232以構(gòu)成包含兩個(gè)TE模式分量的信號(hào)283。類 似地，波長合波器282合并信號(hào)233和234以構(gòu)成也包含兩個(gè)TE模式分量的信號(hào)287。因 為λ 1和λ 2之間的波長間隔通常比λ 1和λ 3之間的大兩倍，所以，對(duì)于波長合波器281 的要求降低，可以接受更小的尺寸和/或更大的制造公差。偏振變換器288將合并的ΤΕ信 號(hào)287的偏振變換為ΤΜ信號(hào)289。偏振合波器290合并信號(hào)以使信號(hào)283的偏振保持不 變并為了輸出信號(hào)140的ΤΕ模式分量。ΤΜ信號(hào)287的偏振未被改變，以形成輸出信號(hào)140 的ΤΜ模式分量。合波器的其他變形是可能的。
[0037] 復(fù)合合波器能夠被實(shí)現(xiàn)為具有基板、芯和包層的外延生長結(jié)構(gòu)。例如，在一個(gè)實(shí)施 例中，復(fù)合變換器是磷化銦（InP) /銦鎵砷磷（InGaAsP)結(jié)構(gòu)，其包括InP基板、具有對(duì)InP 例如60%晶格匹配的As組合物的InGaAsP芯層和InP包層。在另一實(shí)施例中，復(fù)合變換器 是砷化鎵（GaAs)/砷化鋁鎵（AlGaAs)。其它變形也是可能的并且在本發(fā)明的實(shí)施例的范圍 內(nèi)。
[0038] 復(fù)合偏振變換器/合波器
[0039] 本發(fā)明的一些實(shí)施例使用例如變換器/合波器161的偏振合波器，其具有偏振變 換器和合波器的組合功能。在一些實(shí)施例中，偏振合波器使用空間模式變換器及其后跟隨 的偏振變換器來實(shí)現(xiàn)。
[0040] 空間模式變換器變換光信號(hào)的分量的至少模式的階。例如，空間模式變換器能夠 將一階模式的光信號(hào)變換為二階模式。空間模式變換器能夠包括但并不局限于非對(duì)稱Y形 耦合器、非對(duì)稱定向耦合器、以及基于多模干涉（MMI)的空間模式變換器。
[0041] 在一些實(shí)施例中，空間模式變換器將第一信號(hào)維持于基本TE模式，同時(shí)將一階TE 模式的第二信號(hào)變換為二階TE模式，并且將兩個(gè)信號(hào)合并入相同的輸出端口。在這些實(shí)施 例中，空間模式變換器也是合波器。
[0042] 在一些實(shí)施例中，偏振變換器是這樣一種偏振變換器：二階TE模式被變換為一階 TM模式，而同時(shí)一階TE模式保持該模式。
[0043] 圖3示出偏振合波器300的例子。在此實(shí)施例中，通過上Y分支311傳播的第一 光信號(hào)313和通過下Y分支312傳播的第二光信號(hào)314這兩者都在基本T&模式中?？臻g 模式變換器310,例如Y耦合器，將第一信號(hào)的T&模式變換為TEi模式而不改變第二信號(hào)。 偏振變換器320將第一信號(hào)的TEi模式變換為模式而不改變第二信號(hào)。由此，在合波器 300的輸出側(cè)，第一信號(hào)的基本ΤΕ模式被變換為基本ΤΜ模式，而第二分量的基本ΤΕ模式的 偏振被保持。此外，基本模式ΤΕ和ΤΜ被合并并且同時(shí)傳播。
[0044] 在合波器300中，二階模式TEi在線325處的設(shè)備的輸出端口處可能沒有完全地變 換為TM。模式。為了進(jìn)一步提高變換效率，能夠引入其它變換器，例如兩級(jí)錐形（bi-level taper)。
[0045] 圖4示出包括兩級(jí)錐形330的復(fù)合偏振合波器的另一個(gè)例子。在此實(shí)施例中，在 上Y分支的第一信號(hào)和在下Y分支的第二信號(hào)這兩者都具有基本TE模式?？臻g模式變換 器310,例如Y耦合器，將第一信號(hào)的T&模式變換為TEi模式而不改變第二信號(hào)。偏振變 換器320將第一信號(hào)的TEi模式變換為TM。模式而不改變第二信號(hào)。
[0046] 在此實(shí)施例中，偏振變換器是兩個(gè)部件，即寬度錐形（width taper) 320和兩級(jí)錐 形330的組合。在設(shè)備400的輸出處，第一信號(hào)的基本TE模式被變換為基本TM模式而第 二信號(hào)的基本TE模式的偏振被保持?；灸Ｊ絋E和TM被合并并且一起傳播。
[0047] 在圖4中所示的實(shí)施例中，二階模式TEi分量仍然可能存在于在線335處的設(shè)備的 輸出端口處。例如，如果信號(hào)的二階TEi模式與ΤΕ0和TM。模式兩者一起傳播，結(jié)果能夠?qū)?致低消光比和偏振合波器的性能欠佳。為了改進(jìn)性能，在信號(hào)被輸出前，需要除去較高階的 模式。為此，本發(fā)明的一些實(shí)施例包括除去模式的高階模式濾波器，且僅有兩種基本T&和 TM。模式被通過。
[0048] 圖5示出復(fù)合偏振合波器500的另一個(gè)例子。在此實(shí)施例中，在上Y分支的第一 信號(hào)和在下Y分支的第二信號(hào)這兩者都具有基本TE偏振?？臻g模式變換器310,例如Y耦 合器，將第一信號(hào)的TE。模式變換為TE 1模式而不改變第二信號(hào)。偏振變換器320將第一信 號(hào)的TEi模式變換為式而不改變第二信號(hào)。在此實(shí)施例中，偏振變換器是例如寬度錐 形320和兩級(jí)錐形330這兩個(gè)部件的組合。此外，高階模式濾波器340除去高階模式，特別 是TEi模式。在模式濾波器340中，波導(dǎo)寬度在100um長的范圍上從例如2um到1.2um線 性地減小。在設(shè)備500的輸出處，第一分量的基本TE模式被變換為基本TM模式而第二分 量的基本TE模式的偏振被保持。基本模式TE和TM被合并并且同時(shí)傳播。
[0049] 圖6示出包括四個(gè)輸入端口 610、兩個(gè)功率合波器620以及復(fù)合偏振變換器/合波 器630的復(fù)合光合波器的例子。
[0050] 圖7示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的空間模式變換器700?？臻g模式變換器700 能夠與例如變換器320的偏振變換器組合以形成復(fù)合偏振合波器。變換器700是多模干涉 (MMI)設(shè)備，具有在第一部分710和第二部分715之間的傾斜接合處740。基于MMI的變換 器700包括一個(gè)輸出端口 750和兩個(gè)輸入端口。第一輸入端口 720偏離中心，而第二輸入 端口處于部分710 -側(cè)的中心，即第二輸入端口的軸731與第一部分的軸711對(duì)準(zhǔn)。TE(I模 式下的第一信號(hào)是向第一端口 720的輸入。TEQ模式下的第二信號(hào)是向第二端口 730的輸 入。變換器700將第一信號(hào)從T&變換為TEi，同時(shí)保持第二信號(hào)的ΤΕ0模式。
[0051] 圖8A和8B示出在空間模式變換器700中信號(hào)的傳播的仿真。圖8A示出進(jìn)入上 (偏離中心)端口 720的第一信號(hào)。圖8B示出進(jìn)入下中心端口的第二信號(hào)。傾斜接合處740 是這樣的位置：到上端口的輸入信號(hào)有寬的分離742,而到下（中心)端口的輸入信號(hào)有節(jié)點(diǎn) 741。這樣，到上端口的輸入信號(hào)具有適當(dāng)?shù)南嘁?，并被變換為二階TE模式751，而第二輸入 信號(hào)的輸出信號(hào)752的模式被保持。
[0052] 圖9A和9B示出使用空間模式變換器700的復(fù)合偏振變換器/合波器的仿真的波 束傳播。圖9A示出通過上(偏離中心)端口 720傳播的TE模式下的第一輸入信號(hào)910的變 換。圖9B示出通過下（中心)端口 730傳播的TE模式下的第二輸入信號(hào)920的變換。第一 信號(hào)被變換為輸出信號(hào)的TM模式分量930,而第二信號(hào)形成輸出信號(hào)的TE模式分量。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于合并多個(gè)光信號(hào)的復(fù)合光合波器，包括： 一組合波器，其中所述一組合波器包括至少一個(gè)偏振合波器，該偏振合波器光學(xué)地連 接到至少一個(gè)非偏振合波器，其中所述非偏振合波器合并第一組輸入信號(hào)并同時(shí)保持在第 一組信號(hào)中的各個(gè)輸入信號(hào)的偏振，并且其中所述偏振合波器合并第二組輸入信號(hào)并同時(shí) 變換在第二組信號(hào)中的至少一個(gè)輸入信號(hào)的偏振。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合光合波器，其中所述偏振合波器包括用于變換光信號(hào)的 偏振的偏振變換器和用于合并不同偏振的多個(gè)光信號(hào)的合波器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合光合波器，其中所述一組合波器包括連接到所述偏振合 波器的兩個(gè)非偏振合波器，使得所述兩個(gè)非偏振合波器的輸出信號(hào)是對(duì)于所述偏振合波器 的輸入信號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合光合波器，其中所述非偏振合波器包括： 第一非偏振合波器，用于將第一輸入信號(hào)和第二輸入信號(hào)合并為第一合波信號(hào)；以及 第二非偏振合波器，用于將第三輸入信號(hào)和第四輸入信號(hào)合并為第二合波信號(hào)，并且 其中所述偏振合波器包括： 偏振變換器，用于變換所述第二合波信號(hào)的偏振；以及 合波器，用于合并所述第一輸入信號(hào)和所述第二合波信號(hào)以產(chǎn)生具有在基本橫磁（TM) 模式下的第一分量和在基本橫電（TE)模式下的第二分量的輸出信號(hào)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合光合波器，其中所述第一輸入信號(hào)、所述第二輸入信號(hào)、 所述第三輸入信號(hào)以及所述第四輸入信號(hào)在所述TE模式下，所述第一非偏振合波器和所 述第二非偏振合波器是功率合波器，所述第一合波信號(hào)和第二合波信號(hào)各自包含所述TE 模式下的兩個(gè)分量，所述偏振變換器變換所述TM模式下的所述第二合波信號(hào)的兩個(gè)分量 的偏振，使得所述合波器將所述第一合波信號(hào)的所述TE模式下的兩個(gè)分量與所述第二合 波信號(hào)的所述TM模式下的兩個(gè)分量進(jìn)行合并，以產(chǎn)生具有所述TE模式下的兩個(gè)分量和所 述TM模式下的兩個(gè)分量的輸出信號(hào)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合光合波器，其中所述第一輸入信號(hào)在所述TE模式下，并 具有第一波長，所述第二輸入信號(hào)在所述TE模式下，并具有第二波長λ 2，所述第三輸入 信號(hào)在所述ΤΕ模式下，并具有第三波長λ 3，所述第四輸入信號(hào)在所述ΤΕ模式下，并具有第 四波長λ 4，使得λ ρ λ 3> λ 2> λ 4，且其中所述第一和第二非偏振合波器是波長合波器，并且 所述第一合波信號(hào)和所述第二合波信號(hào)各自包含所述ΤΕ模式下的兩個(gè)分量，并且所述偏 振變換器變換ΤΜ模式下所述第二合波信號(hào)的所述兩個(gè)分量的偏振，使得所述合波器將所 述第一合波信號(hào)的所述ΤΕ模式下的兩個(gè)分量與所述第二合波信號(hào)的所述ΤΜ模式下的兩個(gè) 分量進(jìn)行合并，以產(chǎn)生具有所述ΤΕ模式下的兩個(gè)分量和所述ΤΜ模式下的兩個(gè)分量的所述 輸出信號(hào)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合光合波器，其中所述偏振合波器包括空間模式變換器和 偏振變換器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合光合波器，其中到所述偏振合波器的輸入包括基本橫電 (TEJ模式下的第一光信號(hào)、和所述Τ&模式下的第二光信號(hào)，其中所述空間模式變換器將 所述第一光信號(hào)的所述Τ&模式變換為一階橫電（ΤΕΡ模式而不改變所述第二光信號(hào)，并且 其中所述偏振變換器將所述第一信號(hào)的模式從所述TEi模式變換為基本橫磁（TMJ模式。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合光合波器，其中所述偏振變換器包括具有比輸出側(cè)更寬 的輸入側(cè)的錐形。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合光合波器，其中所述偏振變換器包括兩級(jí)錐形。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合光合波器，其中所述偏振變換器包括具有比輸出側(cè)更 寬的輸入側(cè)的錐形、以及兩級(jí)錐形。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合光合波器，其中所述空間模式變換器包括非對(duì)稱Y形耦 合器。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合光合波器，其中所述空間模式變換器包括非對(duì)稱定向 奉禹合器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合光合波器，其中所述空間模式變換器包括： 多模干涉（MMI)結(jié)構(gòu)，包括通過傾斜接合處連接到第二部分的第一部分； 至少兩個(gè)輸入端口，包括布置于所述麗I結(jié)構(gòu)的偏離中心的第一端口和布置于所述 MMI結(jié)構(gòu)的中心的第二端口，使得通過所述第一端口傳播的第一信號(hào)在所述傾斜接合處具 有寬的分離，并且通過所述第二端口傳播的第二信號(hào)在所述傾斜接合處具有節(jié)點(diǎn)；以及 至少一個(gè)輸出端口。
【文檔編號(hào)】G02B6/27GK104122621SQ201410161381
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月23日
【發(fā)明者】小島啟介, 王炳南, 秋濃俊昭, 西川智志, 柳生榮治 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社