CN208110093U - 弯曲波导结构及偏振分束旋转器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种弯曲波导结构及基于所述弯曲波导结构的偏振分束旋转器，弯曲波导结构包括：衬底；第一波导，弯曲设置于衬底上，包括第一耦合区；第二波导，弯曲设置于衬底上，第二波导包括与第一耦合区耦合的第二耦合区，第二波导与第一波导之间具有预设间距，第二耦合区包括下部波导及位于下部波导上方的上部波导，下部波导与上部波导的截面宽度不同。通过上述方案，本实用新型提供的弯曲波导结构，通过改进外部波导的结构，在整体波导结构中引入了非对称结构的设计，使得外部波导的耦合区的两端以及上下均具有不同的尺寸，该非对称性设计具有增大带宽的作用，解决了现有波导结构的对波长敏感问题，进一步拓宽了弯曲波导结构的实际应用。

Description

弯曲波导结构及偏振分束旋转器

技术领域

本实用新型属于半导体光电技术领域，特别是涉及一种弯曲波导结构及偏振分束旋转器。

背景技术

随着人们对信息传输、处理速度要求的不断提高和多核计算时代的来临，基于金属的电互连将会由于过热、延迟、电子干扰等缺陷成为发展瓶颈。而采用光互连来取代电互连，可以有效解决这一难题。在光互连的具体实施方案中，硅基光互连以其无可比拟的成本和技术优势成为首选。硅基光互连既能发挥光互连速度快、带宽大、抗干扰、功耗低等优点，又能充分利用微电子工艺成熟、高密度集成、高成品率、成本低廉等优势，其发展必将推动新一代高性能计算机、数据通信系统的发展，有着广阔的市场应用前景。

一般的，硅基光互连的核心技术是在硅基上实现各种光功能器件，如硅基激光器、电光调制器、光电探测器、滤波器、波分复用器、耦合器、分光器等。而实现这些功能器件的基本结构或基本器件是硅基光波导结构。

然而，该结构需要严格的相位匹配条件来达到模式耦合和转换，所以该结构对波长和工艺敏感，工作带宽小，限制了此结构在PSR(polarization splitter-rotator，偏振分束旋转器) 等中的应用。基于该结构具有的尺寸小，高效率，CMOS工艺兼容等特点，可以在此结构上进行改进，来达到增大工作带宽的效果。

因此，提供一种弯曲波导结构及基于其的偏振分束旋转器，以解决现有技术中波导结构对波长和工艺等敏感以及工作带宽小等问题实属必要。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种弯曲波导结构及基于所述弯曲波导结构的偏振分束旋转器，用于解决现有技术中波导结构对波长和工艺等敏感、工作带宽小等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种弯曲波导结构，包括：

衬底；

第一波导，弯曲设置于所述衬底上，所述第一波导包括第一耦合区；以及

第二波导，弯曲设置于所述衬底上，所述第二波导包括与所述第一耦合区耦合的第二耦合区，且所述第二波导与所述第一波导之间具有预设间距，其中，所述第二耦合区包括下部波导及位于所述下部波导上方的上部波导，所述下部波导与所述上部波导的截面宽度不同。

作为本实用新型的一种优选方案，所述第二耦合区的截面形状包括阶梯形状，所述上部波导的截面宽度小于所述下部波导的截面宽度。

优选地，沿所述第二耦合区的长度方向上，所述上部波导两端的截面宽度不同，所述下部波导两端的截面宽度不同。

优选地，所述下部波导具有第一厚度、第一端部宽度及第二端部宽度，所述上部波导对应具有第二厚度、第三端部宽度及第四端部宽度，且所述第二端部宽度小于所述第一端部宽度，所述第四端部宽度大于所述第三端部宽度。

优选地，所述第二厚度大于所述第一厚度。

优选地，所述第二波导中，自所述下部波导的所述第一端部宽度处至所述第二端部宽度处的截面宽度连续过渡，自所述上部波导的所述第三端部宽度处至所述第四端部宽度处的截面宽度连续过渡。

优选地，所述第一厚度介于0.14μm～0.16μm之间，所述第二厚度介于0.33μm～0.35μm之间，所述第一端部宽度介于0.44μm～0.46μm之间，所述第二端部宽度介于0.32μm～0.35μm之间，所述第三端部宽度介于0.22μm～0.24μm之间，所述第四端部宽度介于0.27μm～0.29μm之间。

优选地，所述第二波导与所述第一波导的厚度相同；至少所述第二耦合区的截面宽度小于所述第一耦合区的截面宽度。

优选地，所述第一波导及所述第二波导的厚度均介于0.33μm～0.36μm之间；所述第一波导及所述第二波导之间的间距介于0.19μm～0.21μm之间；所述第一波导的截面宽度介于 0.39μm～0.41μm之间。

优选地，所述第一波导的第一耦合区与所述第二波导的第二耦合区具有相同的弯角，且所述第二波导位于所述第一波导的外围。

作为本实用新型的一种优选方案，所述第一波导还包括第一入射区及第一出射区，所述第一入射区及所述第一出射区分别与所述第一耦合区的两端相连接，所述第二波导对应包括第二入射区及第二出射区，所述第二入射区及所述第二出射区分别对应与所述第二耦合区的两端相连接。

优选地，所述第二入射区弯曲设置，且所述第二入射区与所述第一入射区具有不同的弯曲曲率；所述第一出射区的出射口与所述第二出射区的出射口之间的距离大于所述预设间距。

作为本实用新型的一种优选方案，所述衬底包括底层硅层以及位于所述底层硅上表面的氧化硅层，所述第一波导的材料包括硅，所述第二波导的材料包括硅。

本实用新型还提供一种弯曲波导结构的制备方法，包括如下步骤：

1)提供一SOI衬底，所述SOI衬底包括底层硅、埋氧层及顶层硅；

2)对所述顶层硅进行第一次刻蚀，以形成第二波导的上部波导以及对应形成部分第一波导；以及

3)对所述顶层硅进行第二次刻蚀，以形成位于所述埋氧层表面的完整的所述第二波导以及完整的所述第一波导，其中，所述第一波导及所述第二波导均弯曲设置，所述第一波导包括第一耦合区，所述第二波导包括与所述第一耦合区耦合的第二耦合区，所述第二波导与所述第一波导之间具有预设间距，且所述第二耦合区包括下部波导及位于所述下部波导上方的所述上部波导，所述下部波导与所述上部波导的截面宽度不同。

本实用新型还提供一种偏振分束旋转器，其中，所述偏振分束旋转器包括如上述任意一项方案所述的弯曲波导结构。

如上所述，本实用新型的弯曲波导结构、制备以及基于所述弯曲波导结构的偏振分束旋转器，具有以下有益效果：本实用新型提供的弯曲波导结构，通过改进外部波导的结构，在整体波导结构中引入了非对称结构的设计，使得外部波导的耦合区的两端以及上下均具有不同的截面尺寸，该非对称性设计具有增大带宽的作用，解决了现有波导结构的对波长敏感问题，进一步拓宽了弯曲波导结构的实际应用。

附图说明

图1显示为本实用新型提供的弯曲波导结构的俯视示意图。

图2显示为本实用新型提供的弯曲波导结构的立体图。

图3(a)显示为本实用新型提供的弯曲波导结构的第二耦合区的局部示意图。

图3(b)显示为本实用新型提供的弯曲波导结构的第二耦合区中图3(a)中A端的放大图。

图3(c)显示为本实用新型提供的弯曲波导结构的第二耦合区中图3(a)中B端的放大图。

图4显示为本实用新型提供的弯曲波导结构的第二耦合区中图3(a)中A端的截面图。

图5显示为本实用新型提供的弯曲波导结构的第二耦合区中图3(a)中B端的截面图。

图6显示为本实用新型提供的弯曲波导结构制备中提供SOI衬底的结构示意图。

图7显示为本实用新型提供的弯曲波导结构制备中形成掩膜层的结构示意图。

图8显示为本实用新型提供的弯曲波导结构制备中进行第一次刻蚀后得到的结构示意图。

图9显示为本实用新型提供的弯曲波导结构制备中进行第二次刻蚀后得到的结构示意图。

图10显示为本实用新型的第一实施例结构的PSR仿真结果示意图。

图11显示为本实用新型的第二实施例结构的PSR仿真结果示意图。

元件标号说明

100 底层硅

101 埋氧层

102 顶层硅

103 掩膜层

104 第一次刻蚀结构层

11 第一波导

111 第一耦合区

112 第一入射区

113 第一出射区

21 第二波导

211 第二耦合区

2111 上部波导

2112 下部波导

212 第二入射区

213 第二出射区

31 衬底

311 底层硅层

312 氧化硅层

41 上包层

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图11。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，虽图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。

如图1～11所示，本实用新型提供一种弯曲波导结构，所述弯曲波导结构包括：

衬底31；

第一波导11，弯曲设置于所述衬底31上，所述第一波导11包括第一耦合区111；以及

第二波导21，弯曲设置于所述衬底31上，所述第二波导21包括与所述第一耦合区111 耦合的第二耦合区211，且所述第二波导21与所述第一波导11之间具有间距，其中，所述第二耦合区211包括下部波导2112及位于所述下部波导2112上方的上部波导2111，所述下部波导2112与所述上部波导2112的截面宽度不同。

作为示例，所述第二耦合区211的截面形状包括阶梯形状，所述上部波导2111的截面宽度小于所述下部波导2112的截面宽度。

作为示例，沿所述第二耦合区211的长度方向上，所述上部波导2111两端的截面宽度不同，所述下部波导2112两端的截面宽度不同。

具体的，本实用新型提供一种弯曲波导结构，包括第一波导11以及与其耦合的第二波导 21，二者均具有相互作用的耦合区，即所述第一耦合区111及所述第二耦合区211，本实用新型中设置第二波导21中的截面宽度不同，其中，所述截面宽度是指沿垂直于所述衬底31 表面的垂直平面内，所截取得到的第二波导的截面图形，参考图4及图5所示，截面宽度不同是指沿所述第二耦合区的长度方向上，各个位置的截面宽度存在不同，以形成不对称的设计，本实用新型中，所述第二波导21的所述第二耦合区211在垂直于所述衬底31表面的方向上，至少包括下部波导2112以及上部波导2111，在一较佳实施例中，仅包括这两部分，所述上部波导2111位于所述下部波导2112的表面，从而可以简化工艺，以适用器件的制备工艺制程，其中，所述下部波导2112与所述上部波导2112的截面宽度不同，是指所述第二波导中的第二耦合区211某一位置的截面内，上下对应位置上的上部波导2111的截面宽度与下部波导2112的截面宽度不同。

进一步，将所述第二波导21的第二耦合区211的各个位置的截面形状设计为阶梯型，上下具有不同的宽度，并进一步设计所述上部波导2111的两端面的截面宽度不等，以及所述下部波导2112的两端面的截面宽度不等，从而形成不对称的第二耦合区，基于该非对称性的结构设计，打破波导横截面的对称性以实现模式耦合，可以增大整个波导结构的带宽，解决了现有技术中波导结构对波长以及工艺等敏感的问题。另外，本实用新型的弯曲波导结构占用面积较小，尺寸可以在10μm*10μm，并且具有较高的工作效率，CMOS工艺兼容。

其中，弯曲波导结构工作原理如下：当满足相位匹配条件时，其光路长度相等即：OPL＝N₁k₀R₁θ＝N₂k₀R₂θ；其中，θ为弯角(参见图1所示)，k₀是波数，N₁是内部弯曲波导 (如图1中第一波导)中TM模式的有效折射率，N₂是外部弯曲波导(如图1中第二波导) 中的TE模式的有效折射率，R₁和R₂分别为内部弯曲波导及外部弯曲波导的半径，其中，参考图4及图5所示，N₁与内部弯曲波导的截面宽度(W5)、厚度(D3)和波长相关，可以通过这三个参数，用Lumerical mode solution仿真软件来算出具体的N₁的值，而N₂与外部弯曲波导的截面宽度(W1、W2、W3、W4)、厚度(D1、D2)和波长相关，同样可以由仿真软件计算得到，当进行了非对称设计后，公式中的N₂和R₂会发生改变，在更多不同的波长下会满足上述公式，来达到TM模式转换为TE模式的效果，具有增大带宽的特性。

作为示例，所述下部波导2112具有第一厚度D1、第一端部宽度211a(W1)及第二端部宽度211b(W2)，所述上部波导2111对应具有第二厚度D2、第三端部宽度211c(W3)及第四端部宽度211d(W4)，且所述第二端部宽度211b(W2)小于所述第一端部宽度211a (W1)，所述第四端部宽度211d(W4)大于所述第三端部宽度211c(W3)，其中，211a～211d 表示不同的端部位置，W1～W4表示不同的截面宽度。

作为示例，所述第二厚度D2大于所述第一厚度D1。

作为示例，所述第二波导中21，自所述下部波导2112的所述第一端部宽度211a(W1) 处至所述第二端部宽度211b(W2)处的截面宽度连续过渡，自所述上部波导2111的所述第三端部宽度211c(W3)处至所述第四端部宽度211d(W4)处的截面宽度连续过渡。

作为示例，所述第一厚度D1介于0.14μm～0.16μm之间，所述第二厚度D2介于 0.33μm～0.35μm之间，所述第一端部宽度211a(W1)介于0.44μm～0.46μm之间，所述第二端部宽度211b(W2)介于0.32μm～0.35μm之间，所述第三端部宽度211c(W3)介于 0.22μm～0.24μm之间，所述第四端部宽度211d(W4)介于0.27μm～0.29μm之间，各宽度可依光刻图形实现。

具体的，本示例中，提供一种第二波导21的具体设计，其中，所述上部波导2111的第三端部211c与所述下部波导2112的所述第一端部211a上下对应设置，所述上部波导2111的第四端部211d与所述下部波导2112的第二端部211b上下对应设置，并进一步优选满足从宽度较小一端部到宽度较大一端部连续过度，且所述上部波导自第三端部至第四端部宽度逐渐增大，与之上下对应的，所述下部波导自与第三端部对应的第一端部至于第四端部对应的第二端部逐渐减小，从而可以实现带宽增大，并进一步保证器件的传输稳定性。图3(b)及图3(c)分别示出了第二耦合区两端部的俯视图，仅是示出了两端不同宽度的简要示意图。

作为示例，所述第二波导21与所述第一波导11的厚度相同，此处的厚度是指垂直于所述衬底31的方向上，所述第一波导的上下总厚度，以及所述第二波导的上下总厚度。

作为示例，至少所述第二耦合区211的截面宽度小于所述第一耦合区111的截面宽度。

作为示例，所述第一波导11及所述第二波导21的厚度均介于0.33μm～0.36μm之间；所述第一波导11及所述第二波导21之间的间距介于0.19μm～0.21μm之间；所述第一波导11 的截面宽度介于0.39μm～0.41μm之间。

具体的，在本示例中，所述第二波导21的总的厚度D1与D2之和与所述第一波导11的厚度D3相等，另外，优选地，至少所述第二耦合区211的截面宽度小于所述第一耦合区111的截面宽度，是指所述第一波导11的所述第一耦合区与所述第二波导21的所述第二耦合区对应耦合的位置的截面宽度，前者均大于后者，即大于后者最大宽度，例如，当所述第二耦合区211的截面呈上小下大的阶梯型时，所述第一耦合区111截面宽度大于对应位置的所述第二耦合区211中的尺寸较大的所述下部波导的截面宽度。

作为示例，所述第一波导11的第一耦合区111与所述第二波导21的第二耦合区211具有相同的弯角θ，且所述第二波导21位于所述第一波导11的外围。

具体的，弯角θ指的是图1中的弯曲波导部分所对应的角度，即耦合区所对应的角度，本示例中选择为90°，另外，优选所述第二波导21作为外部的波导结构，其中，输入信号(TE/TM)从内部波导输入，在整个波导结构中完成耦合，最终一部分信号(TE)从内部波导的另一端输出，另一部分信号(TE)从外部波导输出，对外部波导结构进行改进，从而可以进一步有利于增大整体结构的带宽的设计，保证器件的稳定性。

作为示例，所述第一波导11还包括第一入射区112及第一出射区113，所述第一入射区 112及所述第一出射区113分别与所述第一耦合区111的两端相连接，所述第二波导21对应包括第二入射区212及第二出射区213，所述第二入射区212及所述第二出射区213分别对应与所述第二耦合区211的两端相连接。

作为示例，所述第二入射区212弯曲设置，且所述第二入射区212与所述第一入射区112 具有不同的弯曲曲率；所述第一出射区113的出射口与所述第二出射区213的出射口之间的距离大于所述预设间距。

具体的，在本示例中，如图1所示，所述第一波导11自信号入射端依次包括相互连接的第一入射区112、第一耦合区111以及第一出射区113，对应的，所述第二波导21依次包括相互连接的第二入射区212、第二耦合区211以及第二出射区213，当TE模式的光自所述第一入射区112入射时，在内部弯曲波导(所述第一波导11)内传输，最终以TE模式自所述第一出射区113输出；当TM模式的光自所述第一入射区112入射时，满足相位匹配条件时，从内部弯曲波导以TM模式转换为外部弯曲波导(所述第二波导21)中的TE模式，最终在外部弯曲波导中以TE模式自所述第二出射区213输出。

另外，如图1所示，对于信号入射端位置处，设置所述第二入射区212呈弯曲状态，且该弯曲状态与所述第二耦合区211的弯曲状态具有不同的曲率，该弯曲状态与所述第一入射区112的弯曲状态具有不同的曲率，所述第二入射区212向远离所述第一入射区112的位置弯曲，从而可以消除模式耦合损耗和辐射损耗，另外，此时所述第一入射区112优选与所述第一耦合区111具有相同的弯曲曲率；对于信号出射的位置，进一步优选使得所述第一出射区113远离所述第二出射区213，此时，使得所述第一出射区113与所述第一耦合区111的弯曲曲率不同，所述第二出射区213与所述第二耦合区211的弯曲曲率相同，所述第一出射区113向远离所述第二出射区213的位置偏离，使得出射口位置间的间距大于第一耦合区111 及第二耦合区211之间的所述预设间距，从而防止出射光之间相互干涉。进一步，保证波导各个区的宽度从而满足在工作波段低损耗传输。

作为示例，所述衬底31包括底层硅311以及位于所述底层硅311上表面的氧化硅层312，所述第一波导11的材料包括硅，所述第二波导11的材料包括硅。

具体的，如图2所示，本示例中，所述衬底31包括由硅材料层和氧化硅材料层构成的叠层结构，可以选自SOI衬底结构中的底部两层，所述第一波导11及所述第二波导21均包括硅材料，进一步，还设置氧化硅层结构层作为上包层41，当然，所述衬底及所述第一波导和所述第二波导的材料还可以是本领域技术人员熟知的任意其他材料，在此不做具体限制，本示例中，非对称性弯曲波导结构的设计可以采用二氧化硅作为上包层，解决空气作为上包层与大多数CMOS后端工艺不兼容，难以和其他有源器件集成在一起的缺陷，以及无上包层保护性能也较易受到芯片外界环境的影响的问题。

如图6～9所示，本实用新型还提供一种弯曲波导结构的制备方法，其中，所述制备方法优选为本实施例的弯曲波导结构的制备方法，包括如下步骤：

1)提供一SOI衬底，所述SOI衬底包括底层硅100、埋氧层101及顶层硅102，如图6所示；

2)对所述顶层硅102进行第一次刻蚀，以形成第二波导21的上部波导2111以及对应形成部分第一波导11，如图7及图8所示；以及

3)对所述顶层硅102进行第二次刻蚀，以形成位于所述埋氧层102表面的完整的所述第二波导21以及完整的所述第一波导11，其中，所述第一波导11及所述第二波导21均弯曲设置，所述第一波导11包括第一耦合区111，所述第二波导21包括与所述第一耦合区111耦合的第二耦合区211，所述第二波导21与所述第一波导11之间具有预设间距，且所述第二耦合区211包括下部波导2112及位于所述下部波导2112上方的所述上部波导2111，所述下部波导2112与所述上部波导2111的截面宽度不同，如图9所示。

具体的，本实用新型还提供一种制备本实用新型所提供的弯曲波导结构的制备方法，首先优选提供一SOI衬底，另外，在图7及图8所示的进行第一次刻蚀的过程中，还可以先在所述顶层硅102的上表面形成一层氧化硅层，再基于所述掩膜层103刻蚀所述顶层硅102，所述掩膜层103包括光刻胶层，在第一次刻蚀后，得到第二波导的第二耦合区中的上部波导，依据图形刻蚀即可，在第二次刻蚀后，得到下部波导，进一步得到完整的第一波导11及第二波导21。当然，进行刻蚀制备弯曲波导结构的工艺可采用本领域普通技术人员熟知的技术获得，其具体参数以及实际需求设定，在此不做具体限制。

本实用新型还提供一种偏振分束旋转器，所述偏振分束旋转器包括如上述任意一项方案所述的弯曲波导结构，从而基于所述弯曲波导具有较大的带宽的特性，可以得到较大的工作带宽。

另外，为了进一步说明本实用新型提供的弯曲波导结构的有益效果，提供两个具体实施例，其中，第一实施例结构中，第一波导的厚度为0.34μm，第一波导的截面宽度为0.4μm，第二波导呈阶梯型结构，上部波导两端部的截面宽度相等，均为0.295μm，下部波导两端部的截面宽度相等，均为0.335μm，第二波导的总厚度为0.34μm，下部波导的厚度为0.15μm；第二实施例结构中，第一波导的厚度为0.34μm，第一波导的截面宽度为0.4μm，第二波导呈阶梯型结构，上部波导两端部的截面宽度不等，一端截面宽度为0.23μm，另一端截面宽度为0.28μm，下部波导两端部的截面宽度不等，一端截面宽度为0.447μm(与上部波导的0.23μm对应)，另一端截面宽度为0.335μm(与上部波导的0.28μm对应)，第二波导的总厚度为 0.34μm，下部波导的厚度为0.15μm，其中，第一实施例的中结构与第二实施例中的结构相比，第二波导结构中上部波导及下部波导的两端面的尺寸(截面宽度)进行了不对称的设计。

如图10及图11所示，第一实施例的结构中，传输效率大于90％的波长介于1382nm～1435nm；传输效率大于80％的波长介于1357nm～1453nm；第二实施例的结构中，传输效率大于90％的介于1383nm～1484nm；传输效率大于80％的波长介于1348nm～1509nm。从而可见，两种结构都是在1382nm的波长开始达到效率大于90％，进行第二实施例结构的改进之后，传输效率大于90％的带宽由53nm增大到101nm；同样，进行第二实施例结构的改进之后，传输效率大于80％的带宽由96nm增大到161nm。

综上所述，本实用新型提供一种弯曲波导结构及基于所述弯曲波导结构的偏振分束旋转器，所述弯曲波导结构包括：衬底；第一波导，弯曲设置于所述衬底上，所述第一波导包括第一耦合区；以及第二波导，弯曲设置于所述衬底上，所述第二波导包括与所述第一耦合区耦合的第二耦合区，且所述第二波导与所述第一波导之间具有预设间距，其中，所述第二耦合区包括下部波导及位于所述下部波导上方的上部波导，所述下部波导与所述上部波导的截面宽度不同。通过上述方案，本实用新型提供一种弯曲波导结构，通过改进外部波导的结构，在整体波导结构中引入了非对称结构，使得外部波导的耦合区的两端以及上下均具有不同的尺寸，该非对称性设计具有增大带宽的作用，并解决了现有波导结构的对波长敏感问题，进一步拓宽了弯曲波导结构的应用。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (14)

1.一种弯曲波导结构，其特征在于，所述弯曲波导结构包括：

衬底；

第一波导，弯曲设置于所述衬底上，所述第一波导包括第一耦合区；以及

第二波导，弯曲设置于所述衬底上，所述第二波导包括与所述第一耦合区耦合的第二耦合区，且所述第二波导与所述第一波导之间具有预设间距，所述第二耦合区包括下部波导及位于所述下部波导上方的上部波导，所述下部波导与所述上部波导的截面宽度不同。

2.根据权利要求1所述的弯曲波导结构，其特征在于，所述第二耦合区的截面形状包括阶梯形状，所述上部波导的截面宽度小于所述下部波导的截面宽度。

3.根据权利要求1或2所述的弯曲波导结构，其特征在于，沿所述第二耦合区的长度方向上，所述上部波导两端的截面宽度不同，所述下部波导两端的截面宽度不同。

4.根据权利要求3所述的弯曲波导结构，其特征在于，所述下部波导具有第一厚度、第一端部宽度及第二端部宽度，所述上部波导对应具有第二厚度、第三端部宽度及第四端部宽度，且所述第二端部宽度小于所述第一端部宽度，所述第四端部宽度大于所述第三端部宽度。

5.根据权利要求4所述的弯曲波导结构，其特征在于，所述第二厚度大于所述第一厚度。

6.根据权利要求4所述的弯曲波导结构，其特征在于，所述第二波导中，自所述第一端部宽度处至所述第二端部宽度处的截面宽度连续过渡，自所述第三端部宽度处至所述第四端部宽度处的截面宽度连续过渡。

7.根据权利要求6所述的弯曲波导结构，其特征在于，所述第一厚度介于0.14μm～0.16μm之间，所述第二厚度介于0.33μm～0.35μm之间，所述第一端部宽度介于0.44μm～0.46μm之间，所述第二端部宽度介于0.32μm～0.35μm之间，所述第三端部宽度介于0.22μm～0.24μm之间，所述第四端部宽度介于0.27μm～0.29μm之间。

8.根据权利要求1所述的弯曲波导结构，其特征在于，所述第二波导与所述第一波导的厚度相同；所述第二耦合区的截面宽度小于所述第一耦合区的截面宽度。

9.根据权利要求8所述的弯曲波导结构，其特征在于，所述第一波导及所述第二波导的厚度均介于0.33μm～0.36μm之间；所述第一波导及所述第二波导之间的间距介于0.19μm～0.21μm之间；所述第一波导的截面宽度介于0.39μm～0.41μm之间。

10.根据权利要求1所述的弯曲波导结构，其特征在于，所述第一波导的第一耦合区与所述第二波导的第二耦合区具有相同的弯角，且所述第二波导位于所述第一波导的外围。

11.根据权利要求1所述的弯曲波导结构，其特征在于，所述第一波导还包括第一入射区及第一出射区，所述第一入射区及所述第一出射区分别与所述第一耦合区的两端相连接，所述第二波导对应包括第二入射区及第二出射区，所述第二入射区及所述第二出射区分别对应与所述第二耦合区的两端相连接。

12.根据权利要求11所述的弯曲波导结构，其特征在于，所述第二入射区弯曲设置，且所述第二入射区与所述第一入射区具有不同的弯曲曲率；所述第一出射区的出射口与所述第二出射区的出射口之间的距离大于所述预设间距。

13.根据权利要求1所述的弯曲波导结构，其特征在于，所述衬底包括底层硅层以及位于所述底层硅上表面的氧化硅层，所述第一波导的材料包括硅，所述第二波导的材料包括硅。

14.一种偏振分束旋转器，其特征在于，所述偏振分束旋转器包括如权利要求1～13中任意一项所述的弯曲波导结构。