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功率分束器是一种重要的光学器件,广泛应用于各种光学系统中。功率分束器是指能够将入射光能量平均分配到输出方向的光学器件。能够将入射光的能量平均分配到三个输出方向的功率分束器称为三通道分束器,可分为透射式和反射式两类。硅基材料是一种良好的高密度光学材料,随着现代微纳米蚀刻技术的不断发展,人们可以制作高密度硅基光栅分束器以实现低损耗、良好的功率分束效果。基于硅基材料的单层介质透射式三通道光栅分束器在2008年被首次设计并提出。光栅分束器的结构参数通过严格耦合波分析方法优化之后取得了高效的透射效率和良好的分束效果。通过改变原有的光栅分束器结构进而设计计多种新型高密度光栅分束器成为新的光栅研究方向。本文重点研究了以下五种结构的偏振无关三通道光栅功率分束器：(1)基于单层介质透射式三通道光栅分束器,本文设计了一种封装型单层介质透射式三通道光栅分束器。在入射光为800nm,垂直入射条件下,TE偏振光的0级和±1级透射效率分别为：32.29%、32.54%、32.54%；TM偏振光的透射效率分别为：32.28%、33.08%、33.08%。此时,深宽比仅为1.72,远低于原有的4.85。(2)基于单层介质透射式三通道光栅分束器,本文设计了一种单层介质反射式三通道光栅分束器。在入射光为1550nm,垂直入射条件下,TE偏振光的0级和±1级反射效率分别为：32.37%、32.28%、32.28%；TM偏振光的反射效率分别为：32.30%、32.35%、32.35%。(3)基于单层介质反射式三通道光栅分束器,本文设计了一种封装型单层介质反射式三通道光栅分束器。在入射光为1550nm,垂直入射条件下,TE偏振光的0级和±1级反射效率分别为：32.79%、32.36%、32.36%；TM偏振光的反射效率分别为：32.52%、32.18%、32.18%。(4)基于封装型单层介质透射式三通道光栅分束器,本文设计一种封装型双层介质透射式三通道光栅分束器。在入射光为800nm,垂直入射条件下,TE偏振光的0级和±1级透射效率分别为：32.93%、32.42%、32.42%；TM偏振光的透射效率分别为：32.81%、33.09%、33.09%。占空比范围为0.492-0.520内均能取得高效的透射效率。(5)基于单层介质反射式三通道光栅分束器,本文设计了一款双层介质反射式三通道光栅分束器。在入射光为1550nm,垂直入射条件下,TE偏振光的0级和±1级反射效率分别为：31.08%、31.03%、31.03%；TM偏振光的反射效率分别为：31.17%、31.21%、31.21%。