在220纳米厚的上采用反向设计的高性能网格合器,以实现完美的垂直合
Mingxiang Yang1,2, Yunjie Yan1, Zhenlin Wu1
1Photonics Research Center, School of Optoelectronic Engineering and Instrumentation Science, Dalian University of Technology, Dalian, 116024, China.
Scientific reports
|October 23, 2023
概括
无格合器 (AGCs) 克服了反射问题,在在绝缘体上的波导中实现了高效,完美垂直的光合. 这些先进的合器与传统的均格合器相比,提供更低的损耗和更好的性能.
科学领域:
- 光子学和光学工程 光子学和光学工程
- 集成光学 集成光学 集成光学
- 纳米光子学 纳米光子学
背景情况:
- 有效地将光线合到集成光子电路中,对于设备性能至关重要.
- 网格合器 (GC) 的二级反射阻碍了完美的垂直合,并增加了信号损失.
- 在绝缘体 (SOI) 平台被广泛用于光子集成电路.
研究的目的:
- 为了在C频段中实现完美的垂直合,介绍Apodized格合器 (AGCs).
- 为了证明AGC与均格联器 (UGC) 相比的优越性能.
- 调查AGC在SOI波导中的高性能光学合的潜力.
主要方法:
- 反向设计使用基于梯度的优化来创建AGCs.
- 使用电子束光刻与浅蚀刻工艺的制造.
- 通过合损失和反射测量进行性能表征.
- 在220纳米厚的SOI平台上,AGC与UGC的比较.
主要成果:
- AGCs有效地抑制反射,从而实现完美的垂直合.
- 制造的AGC实现了-5.86dB的合效率.
- 与UGC相比,AGC的合损失降低了3dB.
- 该设计与CMOS技术兼容,由于浅蚀刻和最小特征大小为100nm.
结论:
- 在垂直合中,apodized格合器是对均格合器的优越替代品.
- 在SOI平台上,AGC可显著提高合效率和减少损失.
- 展示的AGC技术对在C频段运行的先进光子集成电路具有前景.
