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龙图腾网获悉吉林大学申请的专利一种基于级联多模干涉器的二氧化硅多功能模式处理器获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119439378B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411775634.4，技术领域涉及：G02B6/14；该发明授权一种基于级联多模干涉器的二氧化硅多功能模式处理器是由孙小强;张欣超;张展维;王曼卓;刘庭瑜;吴远大;张大明设计研发完成，并于2024-12-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于级联多模干涉器的二氧化硅多功能模式处理器在说明书摘要公布了：一种基于级联多模干涉器的二氧化硅多功能模式处理器，属于二氧化硅集成光学技术领域。依次由硅衬底、二氧化硅下包层、掺锗的二氧化硅芯层、二氧化硅上包层组成，芯层被包覆在上包层之中；芯层由第一模式转换器、模式滤波器和第二模式转换器三个单元模块构成，第一模式转换器和第二模式转换器的结构和尺寸完全相同；模式转换器由第1×3Y分支波导、1×2Y分支波导、4×4多模干涉器、2×1分支合路器和3×1Y分支合路器组成。本发明所述器件共有12种基本工作状态，通过基本工作状态的不同组合，可对输入的TE0、TE1、TE2和TE3四种模式信号进行高通滤波、低通滤波、带通滤波、带阻滤波和模式转换等五种不同功能处理。

本发明授权一种基于级联多模干涉器的二氧化硅多功能模式处理器在权利要求书中公布了：1.一种基于级联多模干涉器的二氧化硅多功能模式处理器，其特征在于：从下至上，依次由硅衬底、二氧化硅下包层、掺锗的二氧化硅芯层和二氧化硅上包层组成，芯层被包覆在上包层之中；沿光传输方向，芯层由第一模式转换器、模式滤波器和第二模式转换器三个单元模块构成，第一模式转换器和第二模式转换器的结构和尺寸完全相同； 第一模式转换器由第一1×3Y分支波导Ⅰ、第一1×2Y分支波导Ⅱ、第一4×4多模干涉器Ⅲ、第一2×1分支合路器Ⅳ和第一3×1Y分支合路器Ⅴ组成，第一输入直波导1、第一直波导2、第二直波导3和第三直波导4构成第一1×3Y分支波导Ⅰ，第二直波导3和第二弯曲波导6、第三弯曲波导7构成第一1×2Y分支波导Ⅱ；第一输入锥形波导17、第二输入锥形波导18、第三输入锥形波导19、第四输入锥形波导20为第一4×4多模干涉器Ⅲ的4个输入端，第一输出锥形波导21、第二输出锥形波导22、第三输出锥形波导23、第四输出锥形波导24为第一4×4多模干涉器Ⅲ的4个输出端；第十弯曲波导26、第十一弯曲波导27和第八直波导29构成第一2×1Y分支合路器Ⅳ，第九弯曲波导25、第八直波导29、第十二弯曲波导28和第一输出直波导30构成第一3×1Y分支合路器Ⅴ； 第一输入直波导1的宽度为W1＝16μm，可以容纳TE0、TE1、TE2、TE3四种模式传输，经过第一1×3Y分支波导Ⅰ后，第一输入直波导1分为宽度为W2＝8μm的第二直波导3，宽度为W4＝4μm的第一直波导2和第三直波导4；再经过第一1×2Y分支波导Ⅱ，第二直波导3分为宽度为W3＝4μm的第二弯曲波导6和第三弯曲波导7；与第一直波导2依次连接的第一弯曲波导5、第四直波导9、第五弯曲波导13的宽度相等为W4＝4μm，与第三直波导4依次连接的第四弯曲波导8、第七直波导12和第八弯曲波导16的宽度相等为W4＝4μm，与第二弯曲波导6依次连接的第五直波导10和第六弯曲波导14宽度相等为W3＝4μm，与第三弯曲波导7依次连接的第六直波导11和第七弯曲波导15的宽度相等为W3＝4μm；第四直波导9和第五直波导10为移相区波导，在与其位置对应的二氧化硅上包层之上分别设置有第一加热电极31和第二加热电极32，第四直波导9、第五直波导10、第一加热电极31和第二加热电极32的长度相等为LPS＝3000μm，第一加热电极31和第二加热电极32的宽度相等为WPS＝21μm；在第一加热电极31和第二加热电极32的两侧具有贯穿二氧化硅上包层、二氧化硅下包层和一部分硅衬底的空气隔离槽；4×4多模干涉器Ⅲ的宽度为W7＝62μm，长度为L1＝7740μm；第五弯曲波导13、第六弯曲波导14、第七弯曲波导15、第八弯曲波导16分别通过第一输入锥形波导17、第二输入锥形波导18、第三输入锥形波导19、第四输入锥形波导20与4×4多模干涉器Ⅲ连接；第一输出锥形波导21、第二输出锥形波导22、第三输出锥形波导23、第四输出锥形波导24分别与第九弯曲波导25、第十弯曲波导26、第十一弯曲波导27、第十二弯曲波导28连接；第十弯曲波导26和第十一弯曲波导27的宽度相等为W3＝4μm，第八直波导29的宽度为W2＝8μm，第九弯曲波导25和第十二弯曲波导28的宽度相等为W4＝4μm，第一输出直波导30的宽度为W8＝16μm； 模式滤波器由依次连接的输入锥形波导33、第十三弯曲波导34、第九直波导35、第十四弯曲波导36和输出锥形波导37构成；第九直波导35的宽度W9＝6μm； 第二模式转换器由第二1×3Y分支波导Ⅵ、第二1×2Y分支波导Ⅶ、第二4×4多模干涉器Ⅷ、第二2×1Y分支合路器Ⅸ和第二3×1Y分支合路器Ⅹ组成；第二输入直波导38、第十直波导39、第十一直波导40、第十二直波导41构成第二1×3Y分支波导Ⅵ，第十一直波导40和第十六弯曲波导43、第十七弯曲波导44构成第二1×2Y分支波导Ⅶ，第五输入锥形波导54、第六输入锥形波导55、第七输入锥形波导56和第八输入锥形波导57为第二4×4多模干涉器Ⅷ的4个输入端，第五输出锥形波导58、第六输出锥形波导59、第七输出锥形波导60、第八输出锥形波导61为第二4×4多模干涉器Ⅷ的4个输出端；第二十四弯曲波导63、第二十五弯曲波导64和第十七直波导66构成第二2×1Y分支合路器Ⅸ，第二十三弯曲波导62、第十七直波导66、第二十六弯曲波导65和第二输出直波导67构成第二3×1Y分支合路器Ⅹ； 第二输入直波导38的宽度为W10＝16μm，可以容纳TE0、TE1、TE2、TE3四种模式传输，经过第二1×3Y分支波导Ⅵ后，第二输入直波导38分为宽度为W11＝8μm的第十一直波导40、宽度为W13＝4μm的第十直波导39和第十二直波导41；再经过第二1×2Y分支波导Ⅶ，第十一直波导40分为宽度为W12＝4μm的第十六弯曲波导43和第十七弯曲波导44；与第十直波导39依次连接的第十五弯曲波导42、第十三直波导46和第十九弯曲波导50的宽度相等为W13＝4μm，与第十二直波导41依次连接的第十八弯曲波导45、第十六直波导49和第二十二弯曲波导53的宽度相等为W13＝4μm，与第十六弯曲波导43依次连接的第十四直波导47和第二十弯曲波导51的宽度相等为W12＝4μm，与第十七弯曲波导44依次连接的第十五直波导48和第二十一弯曲波导52的宽度相等为W12＝4μm；第十三直波导46和第十四直波导47为移相区波导，在与其位置对应的二氧化硅上包层之上分别设置有第三加热电极68和第四加热电极69，第十三直波导46、第十四直波导47、第三加热电极68和第四加热电极69的长度相等为LPS＝3000μm，第三加热电极68和第四加热电极69的宽度相等为WPS＝21μm，在第三加热电极68和第四加热电极69的两侧具有贯穿二氧化硅上包层、二氧化硅下包层和一部分硅衬底的空气隔离槽；第二4×4多模干涉器Ⅷ的宽度为W16＝62μm，长度为L2＝7740μm；第十九弯曲波导50、第二十弯曲波导51、第二十一弯曲波导52、第二十二弯曲波导53分别通过第五输入锥形波导54、第六输入锥形波导55、第七输入锥形波导56、第八输入锥形波导57与4×4多模干涉器Ⅷ连接；4×4多模干涉器Ⅷ分别通过第五输出锥形波导58、第六输出锥形波导59、第七输出锥形波导60、第八输出锥形波导61与第二十三弯曲波导62、第二十四弯曲波导63、第二十五弯曲波导64、第二十六弯曲波导65连接；第二十四弯曲波导63和第二十五弯曲波导64的宽度相等为W12＝4μm，第十七直波导66的宽度为W11＝8μm，第二十三弯曲波导62和第二十六弯曲波导65宽度为W13＝4μm，第二输出直波导67的宽度为W17＝16μm。

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