硅光波导，如何在接收端保证光的偏振性？

在发射器应用中，激光器与回路紧密结合，使光源保持单极化，无论是 TE 光还是 TM 光，都能高效地耦合进单模光纤。对于硅光器件来说，通常更倾向于传导TE模式的光。

参考：为什么在硅光波导中，TE模要比TM模更受欢迎？

然而，在接收端，光通过单模光纤时会受到温度和应变变化的影响，导致极化状态无法维持，产生缓慢的时间变化。特别是经过光纤，弯曲和应变都会引起相干串扰和偏振模式耦合，产生随机双折射。

那么，如何使接收端回路对极化不敏感呢？

一种简单方法是使用保偏光纤，其中偏振光可称为 o 光和 e 光，或者更常见的 p 光和 s 光。

但保偏光纤在成本上并不具有优势，特别是在多波长激光器应用中，所需的保偏光纤数量增多，且对波导结构设计的要求也更高。

另外，在通断调制（OOK）系统中，信号是通过“有光”和“无光”之间切换来传输的。只要探测器能够检测到光的存在或缺失，就可以恢复出原始的数字信号，而无需考虑光的偏振状态。

还有一种是采用偏振分集方案，比如使用偏振分光光栅耦合器 (PSGC)或旋转器 (PSR)。即先通过偏振分光光栅或者旋转器将光的偏振态分开，输出至两个TE偏振的波导。

比如使用光栅耦合器实现偏振分集：

也可以使用旋转器 (PSR)实现偏振分集：

如果要重新耦合至光纤，可以使用两个完全相同的回路来实现，包括相匹配的环形谐振器或者滤波器。

上面的偏振分集方案的实现需要两个光子回路，这样会会增加芯片面积和功耗。那能不能只用一个光子回路？

可以采用主动偏振管理方法，使用有源偏振控制器和两个移相器来调整光纤中 TE 和 TM 极化的相位和振幅，以实现匹配。

这种方案不仅能将任意偏振态的光转换为单一的 TE 偏振，还能在逆向过程中产生任何所需的极化输出状态。

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