偏振分束旋转器(PSR)是解决绝缘衬底上硅(SOI)平台光波导器件偏振敏感问题的关键性器件。SOI波导材料的折射率差大,使得横电模(TE)和横磁模(TM)的有效折射率差值很大,故器件对偏振态敏感。偏振分束旋转器可有效解决这一问题,光波经过PSR后可以两束同偏振态的模式光输出。根据模式转换机制的不同,PSR分为基于模式耦合和基于模式演化两类。分别介绍对应器件的研究进展。基于模式耦合原理的PSR,模式转换过程一步实现,设计简单,具有小尺寸、工艺易实现的特点;基于模式演化原理的PSR,模式转换分两步完成,结构复杂,具有大带宽、大容差的特点。此外,还介绍了中红外波段的PSR,并对硅光偏振分束旋转器的未来发展趋势做出预测。

硅光子阵列波导光栅(AWG)是实现硅基光子集成的重要器件。根据不同器件结构和材料介绍了该器件的研究进展。器件结构主要包括常规对称型、反射型、级联型和多模干涉仪(MMI)输入型。与常规对称型阵列波导光栅相比,反射型阵列波导光栅使器件尺寸更小;级联阵列波导光栅通道串扰性能更优越;MMI输入阵列波导光栅能获得平坦化输出光谱。硅材料具有高折射率,因此硅纳米线阵列波导光栅弯曲半径极小,器件更加紧凑;氮化硅阵列波导光栅具有良好的通道串扰和偏振性能。还介绍了温度和偏振不敏感阵列波导光栅,并对硅光子阵列波导光栅的未来发展趋势作出预测。