Sub-1 dB pérdida y polarización insensible acoplador de borde de banda O para fibra estándar de modo único en una...

Área de la Ciencia:

• Fotónica y Ingeniería Óptica.
• Ciencia e Ingeniería de Materiales Ciencia e Ingeniería de Materiales.
• Ingeniería Eléctrica e Informática Ingeniería Eléctrica y Informática.

Sus antecedentes:

• La fotónica de silicio es crucial para los centros de datos y la computación de alto rendimiento, pero el acoplamiento eficiente de fibra a chip sigue siendo un desafío.
• Los métodos de acoplamiento existentes a menudo sufren de altas pérdidas y dependencia de la polarización, lo que dificulta el despliegue a gran escala.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar un nuevo acoplador de borde de baja pérdida e insensible a la polarización para la fotónica de silicio.
• Mejorar las interconexiones ópticas para sistemas avanzados de computación y comunicación.

Principales métodos:

• Fabricación de un acoplador de borde de banda O con pérdida de subdecibel e insensible a la polarización en una plataforma fotónica de silicio de 300 mm utilizando nitritos de silicio de dos capas.
• Utilizó una estructura basada en voladizo con una faceta de guía de onda de sílice optimizada para una superposición de campo de modo mejorado y tolerancia de alineación.
• Implementación de acoplamiento eficiente entre capas para la conversión adiabática de campos ópticos entre nitruro de silicio y guías de onda de silicio.

Principales resultados:

• Se lograron pérdidas de inserción en modo TE/TM por debajo de 0.87 dB/1.0 dB y pérdidas dependientes de la polarización (PDL) por debajo de 0.14 dB en todo el rango de longitud de onda de 1260-1360 nm para acoplamiento directo.
• Pérdidas demostradas de acoplamiento en modo TE/TM por debajo de 0.85 dB/1.2 dB y PDL por debajo de 0.37 dB en un ancho de banda de 100 nm para acoplamiento entre capas.
• Exhibió excelentes tolerancias de alineación en las dimensiones horizontales, verticales y de la brecha de acoplamiento.

Conclusiones:

• El acoplador de borde desarrollado ofrece una solución escalable y rentable para interfaces ópticas de E/S de alto rendimiento en plataformas de fotónica de silicio.
• Esta tecnología facilita la integración a gran escala para interconexiones ópticas de alta densidad y sistemas informáticos.
• El rendimiento del dispositivo aborda desafíos críticos en fotónica de silicio, allanando el camino para la próxima generación de comunicaciones ópticas.