【技术实现步骤摘要】
一种用于模分复用系统的可重构聚合物模式转换器
[0001]本专利技术属于聚合物集成光学
，具体涉及一种用于模分复用系统的可重构聚合物模式转换器。
技术介绍
[0002]光纤通信因具有独特的优势(例如，高速和低延迟等)在通信系统中具有至关重要的作用。然而，由于融合现象和光学非线性，基于单模光纤的通信系统的传输能力，越来越难以适应光通信系统中日益增长的信息传输容量需求。为了解决这一问题，多种复用技术被相继提出，例如波分复用技术、偏分复用技术和模式分复用技术。波分复用技术已经在光通信系统中广泛应用，但由于光纤放大器带宽的限制以及光纤固有的非线性效应，其传输容量已达到其物理极限，难以进一步拓展。同时，偏分复用技术涉及到的信道数也是有限的(TE偏振和TM偏振)。近年来，模分复用技术成为提升光纤数据传输容量的关键性技术，其利用空间维度来传输更多的信息。
[0003]模分复用系统以少模光纤为传输媒介，相互独立的本征模承载不同的信息数据，从一个新的维度来提高光通信系统传输能力。其中，模式转换器是模分复用系统的一种关键器件，其功能是实现不同模式间的转换，在模分复用系统中有着至关重要的作用。目前常见的模式转换器的结构有马赫
‑
曾德尔调制器、多模干涉器、Y分支、非对称定向耦合器、光栅耦合器等。
[0004]模式转换器的性能，如插入损耗、模间串扰、工作带宽、功耗等，影响着模式系统的整体性能。对于可重构模式转换器，功耗是衡量其性能的重要标准。聚合物材料由于其具有较大的热光系数，可以非常有效的降低器件的驱...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于模分复用系统的可重构聚合物模式转换器，其特征在于：从上至下，依次由调制电极、上包层、芯层、下包层和基底层组成，包层和下包层均为聚合物材料EPOclad，折射率为1.56；芯层为聚合物材料EPOcore，折射率为1.572；所述调制电极为金属铝，基底层为硅片；沿光传输方向，该模式转换器的芯层由非对称1
×
3Y分支解复用器、3
×
3定向耦合结构光开关与非对称1
×
3Y分支复用器3部分依次级联而成，解复用器、光开关及复用器间通过宽度线性变化的弯曲波导连接；所有部分的芯层均具有相同的高度h；非对称1
×
3Y分支复用/解复用器由干波导和三根分支臂波导组成，非对称1
×
3Y分支复用/解复用器的干波导支持E
00
、E
10
、E
20
三种模式，其宽度为w0；三根分支臂波导Arm 1、Arm 2、Arm 3仅支持E
00
模式，其宽度分别为w1、w2、w3；Arm 1和Arm 2端口处距离为w
a
，Arm 2和Arm3端口处距离为w
b
；3
×
3定向耦合结构光开关由3根核心波导W 1、W 2、W 3组成，3根核心波导相互平行且宽度相同为w；在相邻的核心波导间设置有两根缝隙波导GW1‑
GW3和GW2‑
GW4，缝隙波导GW1和GW3间的距离为L2；缝隙波导与核心波导的距离为w
g
，缝隙波导与核心波导具有相同的高度h和宽度w，且在每根缝隙波导上设置有调制电极ME1、ME2、ME3和ME4，调制电极的宽度为w，长度与缝隙波导一致，均为L1。2.如权利要求1所述的一种用于模分复用系统的可重构聚合物模式转换器，其特征在于：干波导和三个分支臂波导的宽度分别为w0＝12μm、w3＝3.24μm、w2＝3.94μm、w1＝4.82μm；相邻分支臂波导间距离w
a
＝7.4μm、w
b
＝10.2μm，单个Y分支总长度L
Y
为4.3mm；3
×
3定向耦合结构光开关中的波导宽度w均为4μm，核心波导与缝隙波导间的缝隙宽度w
g
＝5.5μm；缝隙波导的长度L1＝4.46mm，缝隙波导GW1和GW3间的距离L2＝540μm；3
×
3定向耦合结构光开关的总长度L3＝1.15cm。3.如权利要求1所述的一种用于模分复用系统的可重构聚合物模式转换器，其特征在于：用于连接相邻结构的宽度线性变化的弯曲波导长度L4＝800μm，可重构聚合物模式转换器的整体长度L＝2.17cm。4.如权利要求1所述的一种用于模分复用系统的可重构聚合物模式转换器，其特征在于：上包层完全将芯层包覆，下包层的厚度为5μm，芯层的高度h为4μm，芯层以外上包层的厚度为5μm，芯层与调制电极间的上包层厚度为1μm。5.如权利要求1所述的一种用于模分复用系统的可重构聚合物模式转换器，其特征在于：3
×
3定向耦合结构光开关等效为四个2
×
2定向耦合结构光开关
①
、
②
、
③
和
④
级联而成，将非对称1
×...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙小强，高阳，许言，王希斌，陈长鸣，张大明，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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