文献综述（或调研报告）：
在光子集成电路的设计中，硅基半导体材料逐渐被人们关注。在PICs中，光功率分配器是实现功率分配的关键部分。近年来，科研学者提出了很多设计方案，如多模干涉耦合器(MMI)、基于y分支的功分器，偏振光束分离器 ,光子晶体，以及采用亚波长光栅与分段混合等离子垂直槽波导的硅基超紧凑型TE-通过/TM-截止功分器[1]等。
多模干涉耦合器(MMI)[5]是基于自成像效应(SIE)[2]-[4]的光子器件，具有结构紧凑、大带宽、制作容差性好、易于集成、对偏振不敏感等优点，被广泛应用于各类光子器件，如光功分器等，但是，SOI平台的高折射率差也引入了较大的偏振差，PICs的工作性能会降低。提及自成像技术，是MMI的基本工作原理，其本质是输入场在多模波导中激励多个模式，各模式相互干涉，沿波的传播方向周期性产生输入场的一个或多个像。自成像效应又分为普通干涉自镜像效应和受限干涉自镜像效应。普通干涉自镜像效应对输入波导及输入场没有任何限制，而受限干涉自镜像效应对输入波导和输入场做一些特殊限制，从而多模波导的长度能相应的减小，实现器件超紧凑的性质。分析过程不再赘述，虽然受限干涉耦合器的长度比普通耦合器MMI要短，但是也会引发一系列问题，如容易引起耦合串扰，及输入波导位置受限，需要超高加工精度。
偏振光束分离器[6]是一种基于亚光栅(SWGs)结构的器件。亚光栅结构的光栅间距比工作波长小，具有等效折射率的均匀介质，通过调节光栅参数，对设计光子器件有很大的帮助。偏振光束分离器的结构由SOI平台给出，上方被SiO2覆盖，包括一个输入波导，一个MMI耦合器，两个输出波导，以及在输入波导和输出波导间的线性锥形元件，而MMI耦合器目的是为了减小器件的IL值，在MMI耦合器中间放置了一定数量的周期为布拉格周期的亚波长光栅。经过这样一种装置，可以将TE Bloch模场分离为TE0模场和TE1模场。这种装置已经被用于制造一种紧凑型3dB耦合器[7]-[9]。
而采用亚波长光栅与分段混合等离子垂直槽波导的硅基超紧凑型TE-通过/TM-截止功分器[10]-[15]。该结构可以实现TE模式的功率划分和TM模式的模式截止。其结构为，在输入和输出通道之间放置亚波长光栅多模波导，SWG在输入及输出形成模式过渡区域，同时三个分段混合等离子体波导(HPWs)被放置在输入端口和SWG多模波导的上方从而形成混合等离子体水平槽波导。输入TE模式几乎不受器件的影响，在SWG中进行模式扩展，通过干涉自成像效应得到两倍自镜像，然后通过输出亚波长过渡区域，可以将该两倍自镜像转移到两条输出硅纳米线波导，从而实现TE模式的功率划分。HPWs的作用是当TM模式入射到垂直混合等离子槽波导中时，会激发其本征模，从而转变成混合等离子垂直槽波导的本征模，然后从每一个混合等离子垂直槽波导的尾端面辐射到二氧化硅包层中，这些辐射模会被附近的金属吸收，因此，在两个输出通道找不到TM模式，即实现对TM模式的截止。
这些设计的器件结构中的每一部分都有其特殊的作用，因此在掌握其原理和作用后进行合理的组合，可以实现一些特定的功能。根据实际要求，对器件的参数进行设定和修改，以最大化提升性能和节约成本。
参考文献：
[1]Zhenzhao Guo and Jinbiao Xiao, ”Silicon-Based Ultracompact TE-Pass/TM-Stop Power Divider Using
Subwavelength Gratings Assisted With Segmented Hybrid Plasmonic Horizontal Slot Waveguides” JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY,VOL.35,NO.19,OCTOBER.1,2017
[2] Bryngdahl O.”Image formation using self-imaging techniques”. J Opt Soc Am, 1973, 63 (4):416~419.
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