雙平板波導耦合器偏振特性研究

駱 意，繆慶元，何平安，王寶龍，何秀貞

（武漢大學 電子信息學院，武漢430072）

雙平板波導耦合器偏振特性研究

駱 意，繆慶元，何平安，王寶龍，何秀貞

（武漢大學 電子信息學院，武漢430072）

分析了TE、TM模耦合差異、單波導光學限制因子隨雙平板波導耦合器相對折射率差的變化特性。進一步分析了耦合器偏振無關和偏振分離時，耦合差異受波導間距和波導寬度變化的影響，波導間距在一定范圍內變化對耦合差異影響較小；波導寬度變化對耦合差異的影響在耦合器偏振無關時視相對折射率差的大小而定，在偏振分離時較大。

雙平板波導耦合器；相對折射率差；偏振無關；偏振分離

0 引言

光波導耦合器是集成光波導器件常見的組成部分，例如波長轉換器[1,2]、基于光包交換的光交叉連接光開關（OXS）[3]、波分復用器[4]及光調制器[5]等。在光纖網絡中，經常要求耦合器具有偏振無關性，因為在一般使用的單模光纖中模式的偏振態是隨機的；同時，偏振分離也有許多應用，例如TE/TM模式分離器[6～8]等。已有文獻對波導耦合器的部分偏振特性進行了分析[9]，但這些分析模型只考慮了耦合器幾何尺寸對偏振特性的影響，沒有考慮耦合器的折射率分布對TE、TM模耦合差異的影響，偏振無關耦合器和偏振分離器的設計難以進一步優化。

由于脊形波導、條形波導等能夠使用等效折射率法將三維問題轉化為二維問題進行簡便地分析，因此本文以雙平板波導耦合器為基礎，采用有限差分光束傳輸法（FDBPM）分析耦合器的折射率分布對TE、TM模耦合差異的影響。……