随着光传输网络对传输容量的要求越来越高，新型的调制格式结合不同的复用技术应运而生，利用多维复用技术，也使得光传输速率的记录一度被刷新。不同的复用技术适合于不同的光纤通信网络，近年来，不同复用技术间的转换和开关方法被广泛研究和报道，例如波分复用与时分复用之间的转换。然而偏振复用和模分复用技术作为近来的研究热点，其之间的转换技术却未见有报道。
　　武汉国家光电实验室的叶梦渊博士生在张新亮教授和余宇副教授的指导下，首次提出片上偏振复用与模分复用相互转换的概念，并依据微纳加工平台，设计并制作了偏振复用转换到模分复用的硅基光器件。整个器件由2D光栅结构和基于多模干涉耦合器的模式复用器件结构构成。其中2D光栅结构实现了偏振复用信号的解复用以及光纤波导耦合的双重功能，多模干涉耦合器以及反蝴蝶型波导实现了模式复用的功能。其中，2D光栅部分加入了分布式布拉格光栅结构，对2D光栅的插入损耗有约2dB的改善，另外与传统相移器相比，反蝴蝶型波导的设计大幅改善了其对工艺的容忍特性。器件的测试光谱图显示，在1550nm波长处，器件对两个正交偏振方向的输入，得到的输出端消光比分别为16dB和20dB。 研究团队还测试了芯片对40Gb/s的信号的传输性能，得到了良好的测试结果。该器件还可以与成熟的波分复用技术相结合，来实现波分复用-偏振复用到波分复用-模分复用的多重复用技术的转换功能，这在光通信网络中将得到重要应用。
　　该项研究成果发表在Optics Letters (vol. 39, pp. 758-761, 2014)上。相关研究得到了973项目(No.2011CB301704)，国家自然科学基金 (No. 61007042, 61275072 以及 61125501)和教育部新世纪优秀人才计划 (NCET-13-0240)的资助。{Bontempi, 2012 #417}

　　　　（a）偏振复用到模分复用转换器示意图

　　　　　　（b）信号测试中得到的眼图

　　　　　（c）器件的金相显微照片以及电镜照片