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粗略的描述，构造光学装置的第一波导段和第二波导段，使得辐射改变每个段的平均折射率和双折射。双折射的改变时平均折射率改变的函数，在两段中，该函数是不同的。辐射每个段的预设长度。在MZI中，一种技术可用于同时调整一个或多个光路长度差相位延迟、耦合器引起的相位误差和频率误差。

权利要求书
1.  一种光学装置的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
在基板上形成至少包含一个波导的组，所述组总体上具有第一段和第二段；
所述第一段被构造成使得所述第一段的第一辐射不仅改变所述第一段的非寻常和寻常光轴的平均折射率，而且也改变所述第一段的双折射，由所述第一辐射所引起的双折射的改变是由所述第一辐射引起的平均折射率改变的第一非零函数fa；
所述第二段被构造使得所述第二段的第二辐射不仅改变所述第二段的非寻常和寻常光轴的平均折射率，而且也改变所述第二段的双折射，由所述第二辐射所引起的双折射的改变是由所述第二辐射引起的平均折射率改变的第二非零函数fb；
第一函数和第二函数不同；
通过所述第一辐射辐射所述第一段的第一预定长度；及
通过所述第二辐射辐射所述第二段的第二预定长度。

2.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一函数为fa(Δna)=qaΔna，其中Δna为由所述第一段的所述第一辐射所引起的平均折射率的改变，qa为所述第一段的所述第一辐射的非零比例常数。

3.  如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二函数为fb(Δnb)=qbΔnb，其中Δnb是由所述第二段的所述第二辐射所引起的平均折射率的改变，qb是所述第二段的所述第二辐射的非零比例常数，并且qa<>qb。

4.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一长度与所述第二长度不同。

5.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一段和所述第二段都在一个波导上。

6.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一段和所述第二段在所述组的两个不同波导上。

7.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，波导的组包括第一波导和第二波导，所述第一波导具有所述第一段和所述第二段，所述第二波导具有第三段和第四段，
所述第三段被构造使得所述第三段的第三辐射不仅改变所述第三段的非寻常和寻常光轴的平均折射率，而且也改变所述第三段的双折射，由所述第三辐射所引起的双折射的改变是由所述第三辐射引起的平均折射率改变的第三函数，所述第三函数基本上等于所述第一函数fa，
第四段被构造使得所述第四段的第四辐射不仅改变所述第四段的非寻常和寻常光轴的平均折射率，而且也改变所述第四段的双折射，由所述第四辐射所引起的双折射的改变是由所述第四辐射引起的平均折射率改变的第四函数，所述第四函数基本上等于所述第二函数fb。

8.  如权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括使用所述第三辐射辐射所述第三段的第三预设长度。

9.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述波导的组包括总体上具有所述第一段和所述第二段的第一波导和第二波导，该方法进步一步包括：
在所述基板上形成具有输入和第一输出及第二输出的分光器；及
在所述基板上形成具有第一输入、第二输入和第一输出的光组合器，
其中所述第一波导将光从所述分光器的所述第一输出传输到所述光组合器的所述第一输入，所述第二波导将光从所述分光器的所述第二输出传输到所述光组合器的所述第二输入。

10.  如权利要求9所述的方法，其特征在于，使用所述第一辐射辐射所述第一预设长度和使用所述第二辐射辐射所述第二预设长度的步骤总体上使得，在上述两步辐射后，所述分光器输入处的光将出现在所述光组合器的所述第一输出处，该光的功率损耗基本上与该光的偏振无关。

11.  如权利要求9所述的方法，其特征在于，使用所述第一辐射辐射所述第一预设长度和使用所述第二辐射辐射所述第二预设长度的步骤总体上使得，在上述两步辐射后，如果所述分光器的输入处的特定波长的光包括相互正交的第一偏振态和第二偏振态，则部分具有所述第一偏振态的光将出现在所述光组合器的所述第一输出处，而部分具有所述第二偏振态的光将不会出现在所述光组合器的所述第一输出处。

12.  如权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括根据装置工作频 率的预期改变确定所述第一预设长度的步骤。

13.  如权利要求12所述的方法，其特征在于，用于处理波长为λ的光，其中，确定所述第一预设长度包括以下步骤：
确定写入长度h1，其中及
根据h1确定所述第一预设长度，
其中，Δφ是所述第一波导和所述第二波导之间的相对相位延迟的期望的改变，Δn是由所述第一段的所述第一辐射引起的平均折射率的改变。

14.  如权利要求13所述的方法，其特征在于，在通过所述第一辐射辐射所述第一段的所述第一预设长度步骤之前，所述装置具有频率误差FE，其中Δφ的期望变化为Δφ=-FE。

15.  如权利要求9所述的方法，其特征在于，用于处理波长为λ的光，所述第一预设长度基本上为其中Δφ为所述第一波导和所述第二波导之间的相对相位延迟的期望改变，Δn是由所述第一段的所述第一辐射引起的平均折射率的改变。

16.  如权利要求9所述的方法，其特征在于，用于处理波长为λ的光，
其中，所述第二波导具有第三段，所述第三段被构造使得所述第三段的第三辐射不仅改变所述第三段的非寻常和寻常光轴的平均折射率，而且也改变所述第三段的双折射，由所述第三辐射所引起的双折射的改变是由第三辐射引起的平均折射率改变的第三函数，所述第三函数基本上等于所述第一函数fa，
该方法进一步包括如下步骤：
通过所述第三辐射辐射所述第三段的所述第三预设长度；
确定写入长度h2；及
通过h2确定所述第一预设长度和所述第三预设长度；
其中h2=-δ-2iπΔB&CenterDot;λ2π,]]>δ=2πλB&CenterDot;L,]]>
B是在辐射所述第一段的所述第一预设长度之前的所述第一段的波导双折射，
L是所述第一波导和所述第二波导的共同光路长度，
ΔB是由所述第一段的所述第一辐射引起的双折射的改变，
i是使h2>=0的整数。

17.  如权利要求16所述的方法，其特征在于，进一步包括如下步骤：
确定写入长度h1；及
通过h1确定所述第二预设长度，其中Δφ是所述第一波导和所述第二波导之间的相对相位延迟的期望改变，Δn是由所述第二段的所述第二辐射引起的平均折射率的改变。

18.  如权利要求9所述的方法，其特征在于，用于处理波长为λ的光，其中，所述第二波导具有第三段，所述第三段被构造使得所述第三段的第三辐射不仅改变所述第三段的非寻常和寻常光轴的平均折射率，而且也改变所述第三段的双折射，由所述第三辐射所引起的双折射的改变是由所述第三辐射引起的平均折射率改变的第三函数，所述第三函数基本上等于所述第一函数fa；
该方法还包括通过所述第三辐射辐射所述第三段的第三预设长度，
其中所述第一长度和所述第三长度基本上相等，为并且所述第二预设长度基本上等于|h1|，其中
h1=λΔφ2πΔn,]]>
δ=2πλB&CenterDot;L,]]>
B是在辐射所述第一段的第一预设长度前，所述第一段的波导双折射，
L是所述第一波导和所述第二波导的共同光路长度，
ΔB是由所述第一段的所述第一辐射引起的双折射的改变，
Δφ是所述第一波导和所述第二波导之间的相对相位延迟的期望改变，Δn是由所述第二段的所述第二辐射引起的平均折射率的改变，
i是使h2>=0的任何整数。

19.  如权利要求9所述的方法，其特征在于，用于处理波长为λ的光，
其中，所述第二波导具有第三段，所述第三段被构造使得所述第三段的第三辐射不仅改变所述第三段的非寻常和寻常光轴的平均折射率，而且也改变所述第三段的双折射，由所述第三辐射所引起的双折射的改变是由所述第三辐射引起的平均折射率改变的第三函数，所述第三函数基本上等于所述第一函数fa，
该方法进一步包括通过所述第三辐射辐射所述第三段的第三预设长度，
所述第一预设长度和所述第三预设长度基本上为其中δ=2πλB&CenterDot;L,]]>
B是在辐射所述第一段的所述第一预设长度前，所述第一段的波导双折射，
L是所述第一波导和所述第二波导的共同光路长度，
ΔB是由所述第一段的所述第一辐射引起的双折射的改变，
i是使h2>=0的任何整数。

20.  如权利要求9所述的方法，其特征在于，用于处理波长为λ的光，
其中，所述第二波导具有第三段，所述第三段被构造使得所述第三段的第三辐射不仅改变所述第三段的非寻常和寻常光轴的平均折射率，而且也改变所述第三段的双折射，由所述第三辐射所引起的双折射的改变是由所述第三辐射引起的平均折射率改变的第三函数，所述第三函数基本上等于所述第一函数fa，
该方法进一步包括通过所述第三辐射辐射所述第三段的第三预设长度，
其中所述第一预设长度和所述第三预设长度中的一个基本上等于|h1|+h2，另一个基本等于h2，其中
h1=λΔφ2πΔn,]]>h2=-δ-2iπΔB&CenterDot;λ2π,]]>
δ=2πλB&CenterDot;L,]]>
B是在辐射所述第一段的所述第一预设长度之前的所述第一段的波导双折射，
L是所述第一波导和所述第二波导的共同光路长度，
Δn是由所述第一段的所述第一辐射引起的平均折射率的改变，
ΔB是由所述第一段的所述第一辐射引起的双折射的改变，
Δφ是所述第一波导和所述第二波导之间的相对相位延迟的期望的改变，i是 使h2>=0的任意整数。

21.  如权利要求9所述的方法，其特征在于，用于处理波长为λ的光，
其中，所述第一函数为fa(Δna)=qaΔna，所述第二函数为fb(Δnb)=qbΔnb，
其中Δna为由所述第一段的所述第一辐射引起的平均折射率的改变，Δnb由所述第二段的所述第二辐射引起的平均折射率的改变，
qa和qb分别为所述第一段和所述第二段辐射的非零比例常数，并且qa<>qb，
该方法进一步包括如下步骤：
确定写入长度|ha|和|hb|的值，
其中ha=Δγ-Δφqb(qa-qb)Δna&CenterDot;λ2π,]]>hb=-Δγ+Δφqb(qa-qb)Δnb&CenterDot;λ2π,]]>
Δγ其中是双折射引起的相位延迟的预期的改变，Δφ是所述第一波导和所述第二波导之间的相对相位延迟的预期改变，Δγ和Δφ中至少一个为0；
根据|ha|确定所述第一预设长度；及
根据|hb|确定所述第二预设长度。

22.  如权利要求9所述的方法，其特征在于，用于处理波长为λ的光，
其中，所述第一函数为fa(Δna)=qaΔna，所述第二函数为fb(Δnb)=qbΔnb，
其中Δna为由所述第一段的所述第一辐射引起的平均折射率的改变，Δnb由所述第二段的所述第二辐射引起的平均折射率的改变，
qa和qb分别为所述第一段和所述第二段辐射的非零比例常数，并且qa<>qb，
所述第一预设长度和所述第二预设长度基本上等于|ha|和|hb|，
其中ha=Δγ-Δφqb(qa-qb)Δna&CenterDot;λ2π,]]>hb=-Δγ+Δφqb(qa-qb)Δnb&CenterDot;λ2π,]]>
Δγ其中是双折射引起的相位延迟的预期的改变，Δφ是所述第一波导和所述第二波导之间的相对相位延迟的预期改变，Δγ和Δφ中至少一个为0。

23.  如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述第二波导具有第三段，所述第三段被构造使得所述第三段的第三辐射不仅改变所述第三段的非寻常和寻常光轴平均折射率，而且也改变所述第三段的双折射，由所述第三辐射所引起的双折射的改变是由所述第三辐射引起的平均折射率改变的第三函数，所述 第三函数基本上等于所述第一函数fa，该方法进一步包括如下步骤：
通过所述第三辐射辐射所述第三段的第三预设长度；
确定写入长度h2；及
根据h2确定所述第三长度，
其中确定所述第一预设长度依赖于h2，
其中h2=-δ-2iπΔB&CenterDot;λ2π,]]>
δ=2πλB&CenterDot;L,]]>
B是在辐射所述第一段的所述第一预设长度前，所述第一段的波导双折射，
L是所述第一波导和所述第二波导的共同光路长度，
ΔB是由所述第一段的所述第一辐射引起的双折射的改变，
i是使h2>=0的任何整数。

24.  如权利要求9所述的方法，其特征在于，用于处理波长为λ的光，
其中，所述第一函数为fa(Δna)=qaΔna，所述第二函数为fb(Δnb)=qbΔnb，
其中，Δna为由所述第一段的所述第一辐射引起的平均折射率的改变，Δnb为由所述第二段的所述第二辐射引起的平均折射率的改变，qa和qb分别为所述第一段和所述第二段的辐射的非零比例常数，并且qa<>qb，
所述第二波导具有第三段，所述第三段被构造使得所述第三段的第三辐射不仅改变所述第三段的非寻常和寻常光轴平均折射率，而且也改变所述第三段的双折射，由所述第三辐射所引起的双折射的改变是由所述第三辐射引起的平均折射率改变的第三函数，所述第三函数基本上等于所述第一函数fa，
该方法进一步包括通过所述第三辐射辐射所述第三段的第三预设长度的步骤，
其中所述第三预设长度基本上等于写入长度h2，
所述第一预设长度和所述第二预设长度基本上等于h2+|ha|和|hb|，
其中ha=Δγ-Δφqb(qa-qb)Δna&CenterDot;λ2π,]]>hb=-Δγ+Δφqb(qa-qb)Δnb&CenterDot;λ2π,]]>h2=-δ-2iπΔB&CenterDot;λ2π,]]>
Δγ其中是双折射引起的相位延迟的预期的改变，Δφ是所述第一波导和所述 第二波导之间的相对相位延迟的预期改变，Δγ和Δφ中至少一个为0，
δ=2πλB&CenterDot;L,]]>
B是在辐射所述第一段的所述第一预设长度前，所述第一段的波导双折射，
L是所述第一波导和所述第二波导的共同光路长度，
ΔB是由所述第一段的所述第一辐射引起的双折射的改变，
i是使h2>=0的任何整数。

25.  如权利要求9所述的方法，其特征在于，用于处理波长为λ的光，
其中，所述第一函数为fa(Δna)=qaΔna，所述第二函数为fb(Δnb)=qbΔnb，
其中Δna为由所述第一段的所述第一辐射引起的平均折射率的改变，Δnb由所述第二段的第二辐射引起的平均折射率的改变，qa和qb分别为所述第一段和所述第二段的辐射的非零比例常数，并且qa<>qb，
所述第二波导具有第三段，所述第三段被构造使得所述第三段的第三辐射不仅改变所述第三段的非寻常和寻常光轴平均折射率，而且也改变所述第三段的双折射，由所述第三辐射所引起的双折射的改变是由所述第三辐射引起的平均折射率改变的第三函数，所述第三函数基本上等于所述第一函数fa，
进一步包括通过所述第三辐射辐射所述第三段的第三预设长度的步骤，
其中所述第三预设长度基本上等于写入长度h2，
所述第一预设长度和所述第二预设长度基本上等于|ha|和h2+|hb|，
其中ha=Δγ-Δφqb(qa-qb)Δna&CenterDot;λ2π,]]>hb=-Δγ+Δφqb(qa-qb)Δnb&CenterDot;λ2π,]]>h2=-δ-2iπΔB&CenterDot;λ2π,]]>
Δγ其中是双折射引起的相位延迟的预期的改变，Δφ是所述第一波导和所述第二波导之间的相对相位延迟的预期改变，Δγ和Δφ中至少一个为0，
δ=2πλB&CenterDot;L,]]>
B是在辐射所述第一段的所述第一预设长度前，所述第一段的波导双折射，
L是所述第一波导和所述第二波导的共同光路长度，
ΔB是由所述第一段的所述第一辐射引起的双折射的改变，
i是使h2>=0的任何整数。

26.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一段在多个波导中的一个上具有多个不连续的分段。

27.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述第一辐射辐射所述第一段的第一预设长度的步骤包括辐射所述第一预设长度的多个不连续的分长度。

28.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一辐射具有第一辐射特征，所述第二辐射具有与所述第一辐射特征不同的第二辐射特征，所述第一函数与所述第二函数的区别独立于所述第一辐射特征和所述第二辐射特征的区别。

29.  一种光学装置的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
在基板上形成具有输入和第一输出及第二输出的分光器；
在所述基板上形成具有第一输入和第二输入以及第一输出的光组合器；及
在所述基板上形成第一波导和第二波导，所述第一波导和所述第二波导总体上具有第一段和第二段，所述第一波导将光从所述分光器的所述第一输出传输到所述光组合器的所述第一输入，所述第二波导将光从所述分光器的所述第二输出传输到所述光组合器的所述第二输入；
第一段被构造成使得所述第一段的第一辐射不仅改变所述第一段的非寻常和寻常光轴的平均折射率，而且也改变所述第一段的双折射，由所述第一辐射所引起的双折射的改变是由所述第一辐射引起的平均折射率改变的第一非零函数fa；
第二段被构造使得所述第二段的第二辐射不仅改变所述第二段的非寻常和寻常光轴的平均折射率，而且也改变所述第二段的双折射，由所述第二辐射所引起的双折射的改变是由所述第二辐射引起的平均折射率改变的第二非零函数fb；
第一函数和第二函数不同；
该方法进一步包括修整步骤，该修整步骤为通过所述第一辐射辐射所述第一段的第一预设长度和通过所述第二辐射辐射所述第二段的第二预设长度中的一个或两个修整；
修整步骤使得，在修整后，如果特定波长的光在所述分光器的所述输入处包含相互正交的第一偏振态和第二偏振态，部分具有所述第一偏振态的光将出现在所述光组合器的所述第一输出处，部分具有所述第二偏振态的光将不会在所述光组合器的所述第一输出处出现。

30.  如权利要求29所述的方法，其特征在于，形成在基板上的所述光组合器进一步包括第二输出，
修整步骤进一步使得修整后部分具有所述第二偏振态的光将出现在所述光组合器的所述第二输出处，部分具有所述第一偏振态的光将不会在所述光组合器的所述第二输出处出现。

31.  一种光学装置的制造方法，所述光学装置用于处理波长为λ的光，其特征在于，该方法包括如下步骤：
在基板上形成具有输入和第一输出及第二输出的分光器；
在所述基板上形成具有第一输入和第二输入以及第一输出的光组合器；及
在所述基板上形成第一波导和第二波导，所述第一波导和所述第二波导分别具有第一段和第二段，所述第一波导将光从所述分光器的所述第一输出通过所述第一段传输到所述光组合器的所述第一输入，所述第二波导将光从所述分光器的所述第二输出传输到所述光组合器的所述第二输入；
所述第一段和所述第二段被构造使得各段的第一辐射不仅分别改变各段的非寻常和寻常光轴的平均折射率，而且也分别改变各段的双折射；
该方法进一步包括如下步骤：
确定写入长度h2；
根据h2确定第一预设长度和第二预设长度；
辐射所述第一段的所述第一预设长度；及
辐射所述第二段的所述第二预设长度，
其中h2=-δ-2iπΔB&CenterDot;λ2π,]]>
δ=2πλB&CenterDot;L,]]>
B是在辐射所述第一段的第一预设长度前，所述第一段的波导双折射，
L是所述第一波导和所述第二波导的共同光路长度，
ΔB是由所述第一段的所述第一辐射引起的双折射的改变，
i是使h2>=0的任何整数。

32.  如权利要求31所述的方法，其特征在于，还包括进一步根据装置工作频率的预期变化确定所述第一预设长度。

33.  如权利要求31所述的方法，其特征在于，进一步包括确定写入长度|h1|，其中Δφ是所述第一波导和所述第二波导之间的相对相位延迟的预期的改变，Δn是由所述第一段的所述第一辐射引起的平均折射率的改变，
所述确定所述第一预设长度的步骤还包括添加|h1|和h2。

34.  一种光学装置的制造方法，该装置用于处理波长为λ的光，其特征在于，该方法包括如下步骤：
在基板上形成具有输入和第一输出及第二输出的分光器；
在所述基板上形成具有第一输入和第二输入以及第一输出的光组合器；及
在所述基板上形成第一波导和第二波导，所述第一波导和所述第二波导分别具有第一段和第二段，所述第一波导将光从所述分光器的所述第一输出通过所述第一段传输到所述光组合器的所述第一输入，所述第二波导将光从所述分光器的所述第二输出传输到所述光组合器的所述第二输入；
所述第一段和所述第二段被构造使得各段的第一辐射不仅分别改变各段的非寻常和寻常光轴的平均折射率，而且也分别改变各段的双折射；
该方法进一步包括如下步骤：
辐射所述第一段的第一预设长度；及
辐射所述第二段的第二预设长度，
其中所述第一预设长度和所述第二预设长度都基本上为其中δ=2πλB&CenterDot;L,]]>
B是在辐射所述第一段的第一预设长度前，所述第一段的波导双折射，
L是所述第一波导和所述第二波导的共同光路长度，
ΔB是由所述第一段的所述第一辐射引起的双折射的改变，
i是使h2>=0的任何整数。

35.  一种光学装置的制造方法，该装置用于处理波长为λ的光，其特征在于，该方法包括如下步骤：
在基板上形成具有输入和第一输出及第二输出的分光器；
在所述基板上形成具有第一和第二输入以及第一输出的光组合器；及
在所述基板上形成第一波导和第二波导，所述第一波导和所述第二波导分别具有第一段和第二段，所述第一波导将光从所述分光器的所述第一输出通过所述第一段传输到所述光组合器的所述第一输入，所述第二波导将光从所述分光器的所述第二输出传输到所述光组合器的所述第二输入；
所述第一段和所述第二段被构造使得各段的第一辐射不仅分别改变各段的非寻常和寻常光轴的平均折射率，而且也分别改变各段的双折射；
该方法进一步包括如下步骤：
辐射所述第一段的所述第一预设长度；及
辐射所述第二段的所述第二预设长度，
其中所述第一预设长度和所述第二预设长度中的一个基本上等于|h1|+h2，另一个基本等于h2，其中
h1=λΔφ2πΔn,]]>h2=-δ-2iπΔB&CenterDot;λ2π,]]>
其中Δφ是所述第一波导和所述第二波导之间的相对相位延迟的预期的改变，Δn是由所述第一段的所述第一辐射引起的平均折射率的改变，
δ=2πλB&CenterDot;L,]]>
B是在辐射所述第一段的第一预设长度前，所述第一段的波导双折射，
L是所述第一波导和所述第二波导的共同光路长度，
ΔB是由所述第一段的所述第一辐射引起的双折射的改变，
i是使h2>=0的任何整数。

36.  一种光学装置的制造方法，该装置用于处理波长为λ的光，其特征在于，该方法包括如下步骤：
在基板上形成具有输入和第一输出及第二输出的分光器；
在所述基板上形成具有第一输入和第二输入以及第一输出的光组合器；
在所述基板上形成第一波导，所述第一波导将光从所述分光器的所述第一输出传输到所述光组合器的所述第一输入，所述第一波导具有第一段，所述第一段被构造使得所述第一段的第一辐射不仅改变所述第一段非寻常和寻常光轴的平均折射率，而且也改变所述第一段的双折射，由所述第一辐射所引起的双折射改变为qaΔna，其中Δna是由所述第一段的所述第一辐射引起的平均折射率的改变，qa是所述第一段的所述第一辐射的比例常数；
在所述基板上形成第二波导，所述第二波导将光从所述分光器的所述第二输出传输到所述光组合器的所述第二输入；
确定写入长度ha，其中
根据ha确定第一写入长度；及
通过所述第一辐射辐射所述第一段的第一预设长度；
其中Δγ是所述第一波导和所述第二波导之间偏振相关的光程长度差的预期改变。

37.  根据上述任一项所述的权利要求，其特征在于，所述辐射所述第一预设长度的步骤包括使用紫外光照射所述第一预设长度，辐射所述第二预设长度包括使用紫外光照明所述第二预设长度。

38.  一种光学装置，其特征在于，包括：
具有输入端口和第一输出端口、第二输出端口的分光器；
具有第一输入端口、第二输入端口和第一输出端口的光组合器；
从所述分光器的所述第一输出端口到所述光组合器的所述第一输入端口的第一光路，所述第一光路至少具有两个段；
第一段被构造使得所述第一段的辐射不仅改变所述第一段的非寻常和寻常光轴的平均折射率，而且也改变所述第一段的双折射，双折射的改变是平均折射率改变的非零函数；
第二段被构造使得所述第二段的辐射不仅改变所述第二段的非寻常和寻常光轴的平均折射率，而且也改变所述第二段的双折射，双折射的改变是平均折 射率改变的第二非零函数fb；
第一函数和第二函数不同。

39.  如权利要求38所述的装置，其特征在于，所述第一段的辐射改变所述第一段的双折射为非零因数qa乘以所述第一段的非寻常和寻常光轴的平均折射率的改变量，
所述第二段的辐射改变所述第二段的双折射为非零因数qb乘以所述第二段的非寻常和寻常光轴的平均折射率的改变量，其中qa<>qb。

40.  如权利要求38所述的装置，其特征在于，所述第二光路包括第三段和第四段，所述第三段和所述第四段分别具有不同的第三和第四双折射辐射依赖性。

41.  如权利要求40所述的装置，其特征在于，第一双折射辐射依赖性和第三双折射辐射依赖性相等，第二双折射辐射依赖性和第四双折射辐射依赖性相等。

42.  如权利要求41所述的装置，其特征在于，所述第一段的辐射改变所述第一段的双折射为非零因数qa乘以所述第一段的非寻常和寻常光轴的平均折射率的改变量，
所述第三段的辐射改变所述第三段的双折射为非零因数qc乘以所述第三段的非寻常和寻常光轴的平均折射率的改变量，
所述第四段的辐射改变所述第三段的双折射为因数qd乘以所述第四段的非寻常和寻常光轴的平均折射率的改变量，其中qa=qc，qb=qd，并且qa<>qb。

43.  如权利要求38所述的装置，其特征在于，所述光组合器还包括第二输出端口。

44.  如权利要求38所述的装置，其特征在于，第一不同双折射辐射依赖性和第二不同双折射辐射依赖性包括第一不同双折射UV照射依赖性和所述第二不同双折射UV照射依赖性。

说明书降低偏振灵敏度的光学设备
根据35U.S.C.119(e)，申请人特此要求2011年3月28日提交的，申请号为61/468,499的美国临时专利申请的权益。本发明引入该临时申请的全部作为参考。
技术领域
本发明大致涉及光学设备，特别是涉及减少或控制此类设备的偏振灵敏度度的技术。
背景技术
电脑和通信系统对通信链路带宽的需求不断增长。众所周知，相对传统的同轴电缆连接，光纤能提供更高的带宽。在传统的光通信系统中，光源发出的光被强度调制（intensity modulated,IM），以产生通过光纤传输的数字信号。
相位调制（phase modulated,PM）系统比IM系统能够提供更高的数据率和更长的传输距离。在PM光通信系统中，通过改变光的相位来产生数字信号。例如，光差分相移键控（differential phase-shift keying,DPSK）是一种光信号格式，其中，数字信息以相邻比特的相位差来编码。在差分正交相移键控（differential quadrature phase-shift keying,DQPSK）中，数字信息使用均匀分布在圆圈上的四点星座图来进行编码。通过四个相位，DQPSK的每个符号能够编码两个比特。虽然DPSK和DQPSK能够达到更高的数据率和更长的传输距离，但是这些信号格式需要一个相对复杂的接收器。国际公开专利WO2009/038662描述了单片DPSK或DQPSK接收器，该专利被引入本专利作为参考。
在DPSK接收芯片里，通过结合两个光电检测器使用马赫-曾德延迟干涉仪（Mach-Zehnder Delay Interferometer,MZDI）能检测相邻比特的相位差。典型的MZDI包括不等长的延迟线，该延迟线具有不同的光路长度，该光路长度设计为大约数据信号的一个信号长度。（MZDI是马赫-曾德干涉仪（Mach-Zehnder Interferometer,MZI）的一种特殊例子，MZDI能有相同或不同长度的延迟线。） 然而，MZDI的延迟通常是与偏振相关的。这种相关关系降低了接收器重建的比特的精度。MZDI延迟的相位差的偏振相关的精度的工业要求通常为3度。对于大约40Gb/s的DPSK数据信号，其转化为偏振相关的0.3GHz的频移，由于现有制造设施当前状态的方法变化，该频移在传统的MZDI中是极具挑战的。目前，在制造的MZDI中，偏振相关的频移的标准差约为2GHz。
发明内容
针对减少或控制如MZI等光学设备的偏振相关的频移，有机会创建一个有力的解决方案。
粗略的描述，本发明涉及MZI或其它光学设备，其波导至少具有两段，其中，第一段被构造使得第一段的辐射不仅改变第一段的不寻常和寻常光轴的平均折射率，而且也改变第一段的双折射，该双折射的改变是平均折射率改变的第一函数，其中，第二段被构造使得第二段的辐射不仅改变第二段非寻常和寻常光轴的平均折射率，而且也改变第二段的双折射，该双折射的改变是平均折射率改变的第二函数，其中，第一函数和第二函数是不同的。不同辐射波导段的方法被描述，以同时调整或校正不同光路双折射引起的偏振相关的相移，以及耦合器双折射所引起的偏振相关的相移，和频率误差。
上述发明内容提供了对本发明一些方面的基本理解。发明内容并不用于确定发明的关键和重要元素或界定发明的范围。其唯一的目的是以简单的形式介绍发明的一些概念，作为以后提出的更详细描述的前奏。本发明的特定方面在权利要求书、说明书和附图中描述。
附图说明
下面结合具体实施例和参考附图对本发明进行描述，其中：
图1是典型的三级交错器的透射谱图。
图2是典型装置的偏振相关损耗和插入损耗图。
图3是典型的基于PLC（planar lightwave circuit）的MZDI装置的布局图。
图4是典型MZDI装置的偏振相关的延迟图。
图5-7是一些不同几何形状的波导中的双折射图。
图8是PDFS（Polarization Dependent Frequency Shift）作为γ的函数的示意图。
图9是应用本专利描述的技术的紫外激光修整装置的布局示意图。
图10和11是两个几何形状的波导的双折射的紫外修整效果图。
图12-20、23和24示出了结合本发明的特征的光学装置的布局图，该图显示了不同的UV写入实施例。
图21和22（包括图22A-22E）结合本发明的特征，显示了偏振分束器的布局，该图显示不同的UV写入实施例。
具体实施方式
以下所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
本发明所描述的基于紫外（UV）照明的修整（trimming）技术允许对具有很大的偏振相关的频率误差的制造的芯片进行修整，从而增加产量和减少成本。偏振相关的分束的控制不只是与DPSK和DQPSK接收器芯片相关。这也是与其它应用马赫-曾德干涉仪的设备相关。应用本发明描述的技术的示例性的装置包括基于马赫-曾德干涉仪的可变光衰减器、交错器、开关、偏振分束器和90度混合混频器芯片等。其也应用于其它装置，在该装置中，一个光路的光与其它一个或多个光路的光相干干涉，例如阵列波导光栅（Arrayed Waveguide Grating,AWG）设备。实际应用中，MZI的波长被调谐以匹配信号的波长，整个芯片的温度可以予以调整，或优选的热光相移器可以在MZI的一个臂中被定位。本领域的技术人员容易理解，热效应具有非常低的偏振相关性，因此该效应能很好的调整波长并不影响偏振相关性。有源元件因需要在芯片上进行金属化而不被使用，使用如下面描述的不同MZI段的第二UV修整来替代的或另外的调谐波长。
基于平面光波导线路（PLC）的MZI通常在透射谱里显示偏振相关的频移（PDFS）。
图1显示了由三个级联的MZDI构成的三级交错器的透射谱的典型例子。图1显示了最小和最大的透射谱所有可能的偏振状态。又如图1所示，在-23dB以上的任何透射，两个谱相对于彼此错开3GHz。
通常的，PDFS对设备的光学性能有负面影响。例如对用在光纤传输系统接收端处的基于MZI的解调方案有影响，例如DPSK、QPSK和PM-QPSK。具体细节能在Cotruta,D.等的“Polarization dependent frequency shift induced BER penalty in DPSK demodulators”，LEOS Annual Meeting Conference Proceedings,4-8Oct.2009,pages483–484，本发明引用该文教导作为参考。
PDFS如何不利的影响光学性能的另一个例子在图2中显示。图2显示了最大损耗210和最小损耗220。如图2所示，偏振相关损耗（Polarization Dependent Loss,PDL）200在滤波曲线陡峭的侧面迅速增加。最小化PDFS能极大减少这种影响，从而提高性能。
图3示出了基于PLC的MZDI装置300的典型布局。装置300包括分光器310、下延迟线320、上延迟线330和光组合器340。上延迟线330比下延迟线320的长度长光路长度差ΔL。本实施例中的光路长度差ΔL为上延迟线330的段340、341、342和343的总的长度。上延迟线330的其它段（未标注）具有与下延迟线320相同的光路长度。下延迟线320的光路长度在本专利中被称为共同光路长度L。本专利中，延迟线有时也替换的称为臂、分支或光路。分光器310和组合器340都是图3中的3dB定向耦合器，但是其它任何种类的组件能够将入射光束分束也能够用作分光器310，其它任何种类的组件能够组合入射光束，使其呈现一个或多个输出的，也能用作组合器。例如，在AWG的实施例中，分光器和组合器每个组成星形耦合器。
本专利所描述和展示的装置优选的设置在单个基板上，优选的为刚性的，优选的形成平面光波导线路（PLC）。并且，术语“上”和“下”并不是指实际装置上的分支的物理位置。在实际装置上，哪一分支被视为“上”分支，哪一分支被视为“下”分支，并不重要。相反，该术语应被视为仅仅是提供的两个 光路的名称，这样它们能一致的命名。因此，举例来说，本专利的“共同光路长度”是指较短的分支的长度，“光路长度差”是指较长分支的和较短分支的长度差。
图4示出了典型的MZDI的频率响应。透射的功率作为上延迟线330和下延迟线320之间的相对相位差φ的函数被绘制。
通常的，相对相位差φ的数学表达式为：
φ=2π&upsi;c&CenterDot;n&CenterDot;ΔL]]>（方程1）
其中，υ为频率，n为波导的平均有效折射率，c为光在真空中的速度。在本专利中，当“上”光路长的时候，光路长度差的符号被认为是正的，当“下”光路长的时候，该符号被认为是负的。更一般的，如本专利的其它部分描述的，不同的波导或一个波导的不同部分，折射率不同。对于上或下波导的所有部分如本发明所用的，相对相位定义为MZI上支的相位延迟减去下支的相位延迟。
如上所描述的，MZDI的延迟是典型的偏振相关的。这种偏正相关性能在图4的谱中可见，其中两条曲线分别代表相对于基板平面的寻常偏振光和非寻常偏振光的透射功率。两条曲线相对于彼此的水平的转换量是PDFS。
PDFS定义为PDFS＝φTM-φTE，其中TM偏振相对相位差是具有主要电场分量沿非寻常轴的TM偏振光的，其主要电场分量垂直于基板平面，和具有主要电场分量沿寻常周的TE偏振光的，其电场分量在基板的平面内。这个频移是偏振相关的频移。在图4所示的例子中，PDFS=0.8弧度。在后面的讨论中，PDFS和后面定义的频率误差FE的单位除非另有所述都为弧度。为了将弧度转换为频率，将PDFS或其它弧度形式的频率误差乘以自由空间光谱范围（FSR）除以2π。
通常的，玻璃技术制造的PLC波导在一定程度上是双折射的。这是由于纤芯和包层是在高温下沉积的。纤芯和包层不同的参杂水平形成每种材料的不同的热膨胀性质。因此，冷却时，形成波导的不同材料中形成应力。
双折射大小B数学表达式为
B＝ne-no    (方程2)
其中下标e和o分别代表非寻常光轴和寻常光轴的折射率。这两个光轴在与波导内的光传播方向垂直的平面内相互垂直。典型的，如本发明所用的术语，寻常光轴定义为平行于晶片的平面。这对图5所示的窄的隔离的波导和图6所示的宽（或平板）的隔离的波导，都是成立的。这对图7所示的被对称放置在每边的其它波导结构环绕的波导也是成立的。
在图5中，波导芯是510，包层由区域512和“包层下”区域514构成。该芯在本发明中被认为是“窄的”，因为它的高度比宽度大。寻常和非寻常光轴516和518也在图5中示出。光束的传播方向（光轴）垂直于页面，折射率分布的形状大致为椭圆520。在围绕中心点的每个角度位置，在该角度的椭圆520的半径决定偏振光在该角度的折射率。可以看出，椭圆520是横向拉伸的，这导致了负的双折射（ne<no）。
在图6中，波导芯是610，包层由区域612和“包层下”区域614构成。该芯在本发明中被认为是“宽的”，因为它的宽度比高度大，符合“宽”的定义。寻常和非寻常光轴616和618也在图5中示出，折射率分布的形状为椭圆620。可以看出，椭圆520是垂直拉伸的，这导致了正的双折射（no<ne）。
在图7中，波导芯为710，包层由区域712和包层下区域714构成。附加的波导芯711对称的设置在芯710一侧的附近，影响波导710中的横向的应力。椭圆720代表波导芯710的折射率分布。从图7中可以看出，尽管芯710具有窄的形状，折射率分布720被垂直拉伸，导致正的双折射（no<ne）。
材料应力产生的双折射近似为
B＝ne-no＝C(σx-σy)    (方程3)
其中σx为寻常维度的应力，σy为非寻常维度的应力，C是比例常数。在某些实施例中，C大约为-3.6×10-6MPa-1。对于硅晶板上的波导，下包层例如514、614和714通常的压缩应力可达到-200MPa。芯区域510、610和710以及包层区域512、612和712具有更高的参杂，这将降低压缩应力到更低的水平。对于 平面应变情况，σy接近0，压缩应力σx小于或等于0，这将导致正的双折射。为了达到负的双折射，通常需将波导隔离，以使y方向出现新增的压缩应力。
再参考图3所示的装置300，下延迟线320和上延迟线330为隔离的波导。波导320和330的双折射B是在共同光路长度L和在光路长度差ΔL上的。
在光路长度差ΔL上的双折射引入TE和TM偏振量之间小的相位延迟γ。TE（横电场）偏振光的主电场分量沿x轴。TM（横磁场）偏振光的主电场分量沿y轴。因此，在波导中传输的TE光遇到的是寻常折射率，而TM光遇到的是非寻常折射率。
TE光和TM光之间的相位延迟γ或光路长度差是两个弧度表示的偏振态之间的光路长度差。在没有偏振旋转（如下所述），并假设各处的双折射B为常数，数学上可得到：
PDFSd=γ=2πλ&CenterDot;B&CenterDot;ΔL]]>（方程4）
更普遍的，如本发明其它地方所述不同波导或同一波导的不同部分的折射率不一样。对于上或下波导的各部分
PDFSd＝φTM-φTE，
其中φTE=2πλ[ΣnTE,upperlupper-ΣnTE,lowerllower]]]>
φTM=2πλ[ΣnTM,upperlupper-ΣnTM,lowerllower].]]>
（方程4）的PDFS的下标“d”表示这是在光路长度“差”上形成的相位延迟，而不是在共同光路长度L上形成的双折射。共同光路长度L上的双折射并不形成任何PDFS，这种双折射对于下延迟线320和上延迟线330是常见的。然而，在定向耦合器310和340中出现偏振旋转时，这种情况发生改变。在这种情况下，光进入延迟线，其偏振轴与双折射轴成一定的角度。发生偏振。此外，在光进入组合器340和离开分光器310时，其偏振态是不同的。这导致PDFS的不同分量的产生，我们将其称为PDFSc，以表示它是“耦合器引起的”PDFS。在没有PDFSd时，对于小角度的旋转ρ，耦合器引起的PDFSc近似等于
PDFSc=8ρ&CenterDot;sin(δ2)]]>（方程5）
其中
δ=2πλ&CenterDot;B&CenterDot;L]]>（方程6）。
当δ等于2π的整数倍，PDFSc变为0，此时，光进入组合器340和其离开分光器310时具有相同的偏振态。
偏振旋转是由双折射轴的轻微倾斜引起的。参见G.Heise等人的“Simple Model for Polarization Sensitivity of Silica Waveguide Mach-Zehnder Interferometer”，IEEE Photonics Technology Letters,Vol.17,No.10,October2005,pp.2116-2118，其教导引入本文作为参考。
这种倾斜造成出射光偏转一个小角度ρ。测量结果显示旋转角度大约为1-3度。在分光器和组合器具体为定向耦合器的实施例中，发明人推测可能是耦合器的不对称的几何形状（只有一个相邻波导）以及材料应力引起双折射轴的倾斜。参见G.Heise等人的“Simple Model for Polarization Sensitivity of Silica Waveguide Mach-Zehnder Interferometer,”和Y.Nasu等人的“Asymmetric Half-Wave Plate Configuration of PLC Mach-Zehnder Interferometer for Polarization Insensitive DQPSK Demodulator,”Journal of Lightwave Technology,Vol.27,No.23,December1,2009,pp.5348-5355，它们的教导引入本专利作为参考。
在上面的讨论中，PDFSd和PDFSc被分别的讨论。然而，结合两种效果得到设备总的PDFS。对于下延迟线，建立琼斯矩阵Jlower，对于上延迟线330建立琼斯矩阵Jupper。随后使用下面的方程计算总的PDFS。（参见上面引述的Y.Nasu等人的“Asymmetric Half-Wave Plate Configuration of PLC Mach-Zehnder Interferometer for Polarization Insensitive DQPSK Demodulator”）
PDFS=2cos-1(Tr[12|(Jlower)*&CenterDot;Jupper|])]]>（方程7）
对于小的旋转角ρ，近似的总的PDFS的数学表达式为：
PDFS=2cos-1(4cos(γ2+δ)ρ2+(1-4ρ2)cos(γ2))]]>（方程8）
对于在ΔL上的零双折射（即γ=0），（方程8）给出的总的PDFS退化为（方程5）。在没有偏振旋转或在共同光路长度L上的双折射（及ρ=0）时，（方程8）给出的总的PDFS退化为（方程4）。
也参见图8，图8是PDFS作为γ的函数图。对于γ=0，在存在偏振旋转（ρ=0.1）和在共同光路长度上的双折射时，PDFS非零。在图8中ρ被标为“rho”，δ被标为“delta”，π被标为“pi”。
对于小的δ和γ，(方程8)退化为
PDFS=γ2+16ρ2δ2+16ρ2δγ]]>（方程9）。
相似的表达应用于δ近似为2π的整数倍的情形。（方程9）可以重新写为下面的说明了渐进行为的形式：
PDFS=4ρδ1+γδ+(γρδ)2]]>（方程10）
PDFS=γ1+(1+γδ)(4ρδγ)2]]>(方程11)
对于在PDFS主要是转动引起的区域，此时γ<<δ，（方程10）退化为4ρδ。这也应用于对称的MZI情形或其它的任何MZI其共同光路长度L远大于差别光路长度ΔL。在耦合器的偏振旋转可以忽略，γ>>4ρδ的情形下，PDFS收敛为γ。这是从（方程11）得到的。
本专利描述的UV修整技术是修整γ和δ。修整γ调整PDFSd，修整δ调整PDFSc。
频率误差
操作频率（OF）的定义为MZDI的两条延迟线的相位差为2π的整数倍时的频率。由于制造工艺的差异，OF通常偏离其设计目标（目标频率或TF）。在本 发明中，我们以角度形式定义频率，其可以被定义为：
FE＝φoperation-φtarget。
本发明描述的UV修整技术同时独立的修整PDFS和FE。
图9为一个应用本专利描述的技术的典型的UV激光修整装置的布局示意图。在本实施例中，写入是在具有锗参杂的波导芯的硅芯片的二氧化硅上进行的。在写入前，芯片在120bar压强下被加载氢72小时。使用244nmCW离子激光，其焦斑尺寸为20μm。写入速度为300至1000μm/s。应当理解的是，在本发明中，进行修整所使用的参数和设置在每个实施例中都是不同的。此外，其它的实施例能使用可见光波长而不是使用紫外光波长，或通常的采用辐射的形式而不是照明。在本发明中，“照明”被认为是一种特殊的“辐射”。
修整PDFS或FE
通过在MZI的上或下分支写入特定长度的UV图案可以消除或调整频率误差。对于负的相对相位的修正，将UV图案在下分支写入，对于正的修正，UV图案在上分支写入。相对相位差修正和UV图案长度的关系的数学表达式为：
Δφ=h12πλΔn,]]>（方程12）
其中Δn为写入过程引起的折射率的变化，h1为写入的UV图案的长度，λ为所考虑的光的波长。在下面的讨论中，所提供的数值实施例中，波长被认为是1.55μm。在（方程12）中，Δφ为对应频率修正的相位的改变。Δn为辐射设置的函数，包括这些特性，如辐射类型、波长、能流、写入速度等，以及装置接收的由辐射设置引起的折射率的改变。在一个实施例的波导技术和激光设置中，Δn为0.004。应该注意的是Δφ用弧度表示，通过乘以自由光谱范围除以2π转化为频率。即：
sign(φ)Δ&upsi;=ΔφFSR2π=h1ΔnFSRλ]]>
其中，Δυ为OF中的改变，FSR（Free Space Spectral Range）为装置的自由光谱范围。
重新排列方程12得到下面的方程，该方程描述了应用在一个臂上的辐射长 度h1，通过使用改变波导折射率Δn的辐射装置来实现频率修正Δφ。
h1=λΔφ2πΔn]]>（方程12.1）
为了实现零频率误差，选择Δφ＝-FE，其中FE是修正前的弧度形式的误差。对于方程12和方程12.1的目的，像以前一样符号被定义，对于h1<0，长度|h1|的UV图案被写在下臂。对于h1>0，长度h1的UV图案被写在上臂。跟现有技术中的一样，上述假设UV修整不改变PDFSd。只有在产生的折射率Δn对于非寻常和寻常轴是一样的时候，这才是成立的。通常与下面部分的解释不同，人们会在两段写入以实现FE和PDFSd同时为零，而不是在长度为h1的单个段写入。
双折射改变导致的UV修整
已经观察到波导中的UV写入不仅能改变其折射率，也能改变其双折射。如果Δn是寻常和非寻常光轴的平均折射率的改变（Δn=（Δno+Δne）/2），对于平均折射率改变的给定变化的双折射可写为：
ΔB＝q·Δn,    （方程13）
其中q是比例系数。
双折射的改变可以加以利用，因为双折射的大小依赖于修正图案施加的波导的几何形状。例如，对于截面为正方形并且宽为4μm的波导，比例系数q=-0.03，而具有相同辐射特性的4μm厚的宽板波导，比例系数q=-0.10。
图10示出了一个例子中的导致寻常折射率和非寻常折射率相同的增加的窄的隔离波导的UV写入。在该例子中，q近似等于零。图11示出了另一个例子中的导致寻常折射率增加比非寻常折射率增加大的密集或平板波导的UV写入。在该例子中q明显是负的。
本发明的实施例能够利用q的不同值，并结合在窄的或宽的波导段（或具有其它不同几何形状或双折射辐射相关性的段）中的正的或负的频率修正来修正PDFS和频率误差。图12示出了一个实施例中的具有下延迟线420和上延迟线430基于MZDI的装置400，其中每个延迟线包括窄的和宽的波导段。在MZDI的输入端，两条光路420和430分别从分光器410的输出处接收光，在输出端， 它们提供光到各自的组合器440的输出处。窄的和宽的波导段在下光路420被分别确认为422和424。窄的和宽的波导段在上光路430被分别确认为432和434。虽然本发明的附图显示了组合器440附近的更宽的波导段，可以理解的是其它的许多变化也是可能的。例如，波导段中的一个或两个远离组合器440，在直的或弯曲的段内，在两条光路内的相关或不相关的位置上，或分裂为光路的不相连部分。
在其它的实施例中，在两个波导段中提供不同的压力的其它方法被实现，而不是利用窄的或宽的波导芯来获得不同的几何形状。这是通过例如几何差异而不是波导宽度来实现的，例如用窄波导段来替换宽波导段，在波导的任何一边提供虚拟波导或蚀刻槽。不同的应力诱导薄膜能够应用在不同波导段的上面或下面。在另一个实施例中，两个波导段没有物理上的差别，但是它们的辐射方法不同。例如，例如在两个波导段内辐射不同的波长，或辐射相同的波长但是不同的能流，或辐射相同的波长和能流但是不同的写入速度，上述都能在两个段内产生不同的q。混合上述及其它方法也能用于在两个波导段内产生不同的q。下面的描述中，在两个波导段中使用更宽的或更窄的波导芯来产生不同的q，应当理解的是，也能够使用或替换其它的方法来产生不同的q。
如本发明所用的，“辐射”具有写入特性集，能在波导段或波导的某一长度上进行。该长度在某些实施例中，能被分为多于一个的不连续的部分。本发明使用的术语“写入特性”的集和，包括基本相同的辐射类型、辐射波长、能流、写入速度以及波导对这种辐射的接收（不是写入长度）。如本发明所用的，如果两种辐射的上述任何特性不同，辐射被认为具有不同的“写入特性”。
共光路的UV修整
如上所述，PDFS是由两种效果引起的。第一种与在共同光路长度上的偏振旋转和双折射相关（PDFSc）；第二种与在光路长度差上的双折射相关（PDFSd）。本发明的这部分讨论消除PDFSc。
PDFSc同已述的参数ρ和δ是相联系的。从（方程8）可以得知，如果δ等于2π的整数倍，PDFSc就能消除。
δ＝±i·2π    （方程14）
其中i=0,1,2,3…
这是通过在相同的几何形状的波导的MZI的两条延迟线上写入长度h2的UV图案来实现的。图13展示了一实施例的在两个波导的窄波导部分的UV写入。图14展示了一实施例的在两个波导的宽波导部分的UV写入。图13和14是象征性的，每个波浪形的箭头部分表示在箭头指向的光路段（宽的或窄的）某一恒定长度的写入。在图13和14中，在MZI的两个臂上写入相同的长度（三个箭头表示）。注意这对频率误差没有影响，因为修整应用于等同测量的两个延迟线。
从（方程4）可知，对于PDFSc为零的修整长度h2，可以从下面的公式算出：
h2=-δ-2iπΔB&CenterDot;λ2π,]]>（方程15）
其中δ=2πλB&CenterDot;L,]]>
其中，B是在修整前，修整将要发生处的波导双折射，
L是共同光路长度，
i是使h2>=0的任何整数。
实施例1（正的波导双折射）
假设波导的双折射B=3.0×10-5，λ=1.55μm，偏振旋转ρ=3度，共同光路长度L=5000μm。得到δ=0.61，PDFSc=0.126（γ=0）。
为使PDFSc为0，当在窄的波导修整时，需要修整长度h2=1250μm，然后使用q=-0.03，Δn=4×10-3，或者当在宽的波导修整时，需要修整长度h2=375μm，然后使用q=-0.1，Δn=4×10-3。
实施例2（负的波导双光折射）
假设波导的双折射B=-1.0×10-4，偏振旋转ρ=3度，共同光路长度L=5000μm。得到δ=-2.033，PDFSc=-0.356（γ=0）。
为使PDFSc为0，当在窄的波导修整时，需要修整长度h2=8708μm，或者当在宽的波导修整时，需要修整长度h2=2612μm。
因为PDFSc的修正涉及在两条光路写入相同的长度h2，这对频率误差没有影响。因此，为了同时修正PDFSc和调整FE，可以在一个臂写入长度为h2的UV图案，在另一条臂写入长度为h2+|h1|的UV图案。如果h1<0，长度为h2+|h1|的UV图案写入下臂。对于h1>0，长度为h2+|h1|的UV图案写入上臂。需要注意的是，UV图案h1引入另外的PDFSd，该PDFSd可能需要补偿，也可能不需要。如下所述，这些能在下面的部分实现。需要注意的是，UV图案h1可以写入与UV图案h2写入的段不同的段里。
不同光路的UV修整
这部分处理由不同光路双折射引起的PDFS的消除（PDFSd）。
不像上述的修整PDFSc那样，PDFSd的修整将导致频率误差的改变。这是由于修整的差别特性引起的，修整将导致MZDI不同臂之间的相位差。通过联合应用宽的或窄的波导段的UV修整到MZI的一个或两个臂，本发明描述的技术能够同时消除PDFSd和频率误差。图13显示了一个实施例中的在两个臂中的窄的波导段的等同量的UV写入，图14显示了一个实施例中的在两个臂中的宽的波导段的等同量的UV写入。图15-20、23和24显示了不同实施例中的光路差的UV写入。
图15代表在上光路的窄波导部分的写入以及在下光路的宽波导部分相同长度的写入，因此产生双折射差PDFSd正的变动。
图16代表在下光路的窄波导部分的写入，在上光路的宽波导部分的同等长度的写入，因此产生双折射差PDFSd的负的变动。
图17代表在下光路的窄波导部分的写入和在上光路的宽波导部分的更长的写入。
图18代表在上光路的窄波导部分的写入和在下光路宽的波导部分的更长的写入。
图19代表在上光路窄的波导部分的写入以及相同光路的宽波导部分的任意不同长度的写入。
图20代表在下光路窄波导段的写入和在相同光路宽波导段的任意不同长度 的写入。
图21代表在上光路窄波导部分的写入以及在上和下光路的宽波导段的写入。
图22A代表在上光路窄波导段的写入和在相同光路的宽波导段的任意不同长度的写入。下光路的宽波导部分的长度比上光路的宽波导段的长度长。
图22B代表在下光路的窄波导部分的写入，以及在上光路宽波导部分的任意不同长度的写入。
图22C代表只在上光路窄波导部分的写入。下波导具有宽的波导部分，但是在图22C中没有被写入。
图22D与图22C相似，除了下波导的宽波导部分比上光路的宽波导段长。
图22E与图22C相似，除了下波导的宽波导部分比上光路的宽波导段短。
图23代表在下光路的宽波导段的写入，在上光路没有写入。
图24代表在上光路窄波导段的写入，在下光路没有写入。
应当理解，为了实现本发明的多个方面，包括在附图中未明确说明的方面，可以进行各种排列。
对于特定的PDFSd的修正Δγ和特定的频率误差（FE）的修正Δφ所需要的修整长度ha和hb从下面的表达式得出。
ha=Δγ-Δφqb(qa-qb)Δna&CenterDot;λ2π]]>（方程17）
hb=-Δγ+Δφqb(qa-qb)Δnb&CenterDot;λ2π]]>（方程18）
其中下标a和b分别表示窄的和宽的波导部分。对于PDFSd和FE都为0，代入Δγ=-PDFSd，Δφ=-FE。如果修整长度ha或hb的符号为正，在上分支写入修正。如果修整长度ha或hb的符号位负，长度|ha|或|hb|的修正分别写入下分支。上述的方程17和18从下面的方程得出。
Δφ=2πhaΔnaλ+2πhaΔnaλ]]>（方程18.1）
Δγ=2πhaqaΔnaλ+2πhbqbΔnbλ]]>（方程18.2）
其中，Δφ是当具有长度为ha和hb的照明图案被写入时频率误差的改变，Δγ 是PDFSd的改变。
因此使用方程17和18能够同时修正FE和PDFSd。如果方程17和18被使用，它们将替换方程12和12.1。方程17和18不能修正PDFSc，但是如已经提到的，PDFSc的修正是另外进行的。因此一般的，为了修正上述任何误差，首先计算修正量所需的写入长度h2（从方程15）、ha和hb（从方程17和18）。在上和/或下光路（取决于上述ha和hb的符号）写入长度为|ha|和/或|hb|的图案，以及在上下光路写入长度为h2的图案。
在另一种变形中，可以理解的是，可以使用本发明描述的技术修整PDFSd，而不需要修整频率误差（或不需要全面修整误差）。这种情况下，可以使用其它方法进一步调整频率误差，如加热器（heater）。实际上单独修整PDFSd能在单个的段中进行，使得不必要提供多于一个的段，这些段具有与特定的辐射对折射率的影响和该辐射对双折射的影响之间的不同关系。在方程18.2中，可以通过将Δnb设为0（在第二波导段中没有折射率变化）以及求解作为PDFSd中的特定修正Δγ的函数ha来反映。
ha=ΔγqaΔna&CenterDot;λ2π]]>（方程18.3）
在上述描述中，应当理解的是，不论那里要求在一个特定光路写入特定长度h，可能在多于一个的段上写入。即，在多个段进行连续的和非连续的写入，写入的总长度为h。在一个实施例中，通过首先测试制造装置的双折射特性，计算适当的写入长度h1，h2，ha和/或hb，写入这些长度，然后测试由此导致的双折射特性，计算另外的适当的写入长度h1，h2，ha和/或hb，向光路中的不同段中写入这些长度，如此迭代直到装置的双折射达到目标。通过迭代写入不同的段中，不存在后写入的步骤非预期的轻微的重叠前面的写入步骤，从而形成非计划的双折射的重叠区域的风险，
上述的描述解释解释了如何同时修正FE和PDFS。在修整的过程中，实施例使用了两个可用的自由度：折射率变化量和双折射变化量。但是既然在一个光路中的辐射不能独立改变两个参数中的任何一个，不能通过简单的所需的折射率的改变的修整以及所需的双折射的改变的修整来控制这两个参数。相反， 两个自由度的获取是通过在在每个光路中设置两个波导段用于辐射来实现的，这两个段具有与特定辐射对折射率的影响以及该辐射对双折射的影响之间不同的关系。为了实现所需的FE改变和PDFS改变，上述方程可用于计算应用在每个段，MZI的相同或不相同的臂上的辐射长度。
这些方程假设（1）特定辐射对折射率的影响和该辐射对双折射的影响之间的关系是简单的相差一个乘法系数q（其中一个段是qa，相同臂的另一个段是qb），以及（2）对于其它光路中的对应的两个段，这两个q值（qa和qb）是相同的。应当理解的是，没有一个假设在所有的实施例中是必须成立的，在一个实施例中，当一个或其它假设不成立时，读者为了使用能够适当的修改方程。例如，通常的，特定辐射对折射率的影响以及该辐射对双折射的影响之间的关系能够用函数f(Δn)表示，该函数分别应用到两个波导段为fa(Δna)和fb(Δnb)。只有在写入条件的某些范围内，上述函数退化为简单的乘法系数qa和qb。另外，应当理解的是，某些实施例在一个或两个分支中可能包括不是两个而是三个或更多的段，它们具有与特定辐射对折射率影响和该辐射对双折射的影响之间的互不相同的关系（例如三个或多个不同的q值）。
应当理解的是，在一些实施例中，fa(Δna)和fb(Δnb)之间的差别是由于辐射设置的差别引起的，而不是芯片上的波导段之间的物理差别引起的。例如，两个波导段的构造相同，修整过程能具有不同的辐射设置，例如在一个段高功率写入，在另一个段低功率写入，高或低的能流，写入速度，以及其它参数不同。如果两种不同的敷设设置以两组不同的辐射参数写入，就可以得到特定辐射对折射率的影响和该辐射对双折射的影响之间的不同的关系。在该实施例中，芯片上的波导段之间不需要任何差别，就能实现本发明其它地方描述的差异。也可以进行混合排列。
偏振分束器
本节讨论上述原理应用于偏振分束器（PBS）的特殊情况。PBS实际上是MZI，该MZI的γ=(2i+1)π，i为整数。另外，为了最小化波长的相关性，相对相位差φ应当尽量小。通常情况下，臂的长度应当尽可能相等。在PBS中，光在 输入端是混合偏振态，在交叉（cross）和条（bar）输出端被分为两个正交偏振态（寻常和非寻常）。
如图21，结合本发明的特征说明一实施例的偏振分束器2100。偏振分束器2100包括位于输入端的分离器2120，其将入射光分到两个输出端，该两个输出端将光分别输出到上分支2130和下分支2120。上分支2130分别具有窄和宽波导段2132和2134，下分支2120分别具有窄和宽的波导段2122和2124。下分支2120还包括在窄波导段2122部分的任一边上的一对虚拟波导2126和2128，它们提供相对于在上分支2130的窄波导段2132对应部2136内建的有效的差别光路。在修整之前设置内建的有效的差别光路是为了创造使得装置的PDFS接近(2i+1)π的内建的有效的光路长度差。这可以通过UV修整减少所需的修正量。如果写入系统特征足够提供使得更多的PDFS接近(2i+1)π，那么，内置的差分光路可以忽略。在玻璃技术中，UV修整能允许甚至比传统方法达到的更大的双折射。因此，为了最小化足迹（footprint），偏振相关的分束器最好在很大程度上取决于UV修整。可以在一个或其它分支加入附加的补偿和/或动态修整机制（例如加热器（heater））。如本发明其它地方记载的更一般的MZI，在PBS2100中，所有相同的变动是可能的。
当PDFS等于或接近于(2i+1)π，PBS运行的最佳。任何偏离(2i+1)π将导致偏振串扰，其中，寻常偏振光会出现在非寻常输出处，反之亦然。
在（方程8）中使用(2i+1)π+γ’代替γ，将导致PDFS的下列方程。
PDFS＝(2i+1)π+8δρ2+γ′    （方程19）
在方程18.1和18.2中，使用γ’代替γ，然后如前面所述的，使用这些方程计算ha和hb。特别的，不像前面的实施例那样的将Δγ=-PDFSd和Δφ=-FE代入方程18.1和方程18.2以实现PDFS和FE都为0，我们将Δγ=-(8δρ2+γ')和Δφ=-FE代入方程18.1和18.2以实现PDFSd=π和FE=0。
应当注意的是，像这种方式只修整差的贡献（γ’），也可能抵消耦合器对PDFS的贡献（PDFSc）。因此，不需要进行共同光路修正(h2),从而，可能避免一个写步骤。另一方面，在一些实施例中，可以通过在两个分支写入来实现共同光路 修正，从而减少δ，在这种情况下，写入长度ha和hb能够相应的调整。可以看出，存在只在一个分支的窄的和宽的波导段写的操作，而在另一个分支不写入的实施例（图22A）。其它的只在一个分支的窄的波导段和另一个分支的宽的波导段的写入的实施例也是存在的（图22B）。甚至只在一个分支的一个波导段写入的实施例也是存在的（图22C，D，E）。
在马赫-曾德干涉仪中，人们想要在两个分支中实现给定的光路长度差。由于这条光路的处理通常是偏离目标的（off target）。人们可以对下或上分支进行UV修整来分别增加或减少上或下分支的光路长度。另外，人们确保光路长度差独立于光的偏振态。然而，由于上述的原因，这通常在制造的设备中并非如此。
本发明的技术通过适当的结合在高双折射的区域和低双折射区域的UV修整来克服上述问题，以实现最后的零双折射（或期望的非零最后双折射）。因此，在如图12所设计的马赫-曾德干涉仪包括两种不同几何形状的波导，这两个波导一个具有高的q一个具有低的q。通过在四个区域（每个上或下分支的窄的或宽的波导区域）中的一个或多个进行UV修整，本发明所描述的技术能够增加或减少FE以及PDFS。q的两个值之间的差异应最优的尽量大，因为这些允许短的写入长度，因此允许装置占据芯片更小的区域。
可以理解的是，在真实的使用本发明描述的概念的装置中，不可能或商业上不需要去准确的匹配上述的方程。例如，由于在准确的或使用假设的辐射特征辐射所需的光路长度中的制造误差，或由于使用简化版本的理想方程，装置都可能偏离上述方程。任何由于这些原因偏离上述方程的真实装置，在此处被认为是基本满足上述方程的。即使它们不是精确的满足上述方程，这些装置仍能使用本发明的新颖的概念，并且它们比传统装置有更好的精确性。
此外，使用本发明所描述的方程和技术可以对降低的偏振灵敏度进行优化，如果只是大体满足本发明的方程，或除了小的破坏因素（spoiling factor）以外其余满足，本发明的实施例相对于传统的方法仍能取得很大的改进。如本发明所用的，短语“基本”也意在适应这种情况。为了获得本发明的有益效果，没有必要精确满足方程。
传统制造的MZI对偏振相关的频移不能产生小于大约2GHz的标准差，本 发明描述的技术能够使制造的MZI对于延迟中的相位差具有小于3度的偏振相关的精度。本发明描述的技术提供改进的光学性能，没有惩罚（penalty）的插入损耗以及不需要额外的机械操作。
还应当理解的是，本发明描述的装置能够相反的工作以实现相反的功能。在这种情况下，上面描述的“输入”将变成“输出”，描述的“输出”将变成“输入”。
申请人此处分开的公布本发明所描述的每个单独特征以及两个或更多的这些特征的组合到某种程度，即根据本领域的技术人员的普通知识基于发明的整体能够实施这些特征或组合，而不管这些特征或结合是否解决本发明的任何问题，并且不受权利要求范围的限制。申请人认为本发明的各个方面由这些特征或其结合组成。鉴于前面的描述，任何在本发明范围内的各种改动，对于本领域的技术人员来说是显而易见的。
如本发明所用的，术语“段”并不指物理边界。即，一个连续的波导长度能包含多于一个的“段”，除非这些段进进一步具有不同的物理特征，（例如一个窄，另一个宽），它们之间的界限不需要以任何方式在物理上可检测到。
也如本发明所用的，如果先前值影响给定值，确定给定值“依赖”先前值。如果有一个中间处理步骤，给定值仍然“依赖”先前值确定。如果中间步骤结合一个以上的值，该处理步骤的输出被认为是依赖各输入值。如果给定值和先前值相同，这只是一个退化的情况，其中，给定值仍被认为“依赖”先前值。
上述的对本发明的优选实施例的描述用于说明和描述的目的。并不用于穷举以及限制发明的范围。很明显，一些改动和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。特别没有限制的，本发明背景技术描述的、建议的或引用的任何和全部的变动特别纳入本发明实施例的引用。另外，一个实施例描述的、建议的或引用的任何和全部的变动也被认为对所有的其它实施例有教导。为了解释本发明的原理和实际应用，本发明的实施例将被选择和描述，从而使其他本领域技术人员能够理解本发明所适用的各种实施例，以及本发明各种适合于预期的特定用途的变动。本发明的范围由所附权利要求及其等同物来定义。