低波长网格的模式热光系数工程及其对模式不敏感开关的应用

科学领域:

• 光子学和光学工程 光子学和光学工程
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 集成光学 集成光学 集成光学

背景情况:

• 热光学 (TO) 系数对于集成光子设备的相位控制至关重要.
• 亚波长网格 (SWG) 提供独特的光学特性,但其TO效应的探索较少.
• 现有的波导设计对个别模式或偏振控制的调整能力有限.

研究的目的:

• 为了研究TO系数对SWG辅助带波导的波导参数的依赖性.
• 为了证明对个别空间模式或极化状态的TO系数的工程.
• 使用工程SWG设计和实验验证一种模式不敏感的热光开关.

主要方法:

• 模拟和分析了SWG辅助条形波导中的各种波导模式的热光系数.
• 多种波导参数,如SWG宽度,条幅,工作周期和距离.
• 设计了一个在绝缘体 (SOI) 热光相变器,使用工程SWG.
• 实验证明了 1550 nm 波长的模式不敏感开关的性能.

主要成果:

• 发现TO系数高度依赖波导参数,提供设计灵活性.
• 一个对模式不敏感的热光开关显示了TE0-TE2模式的低开关功率 (∼29 mW).
• 实现了高灭率:TE0模式高达38.2dB (交叉) 和31dB (bar).

结论:

• 亚波长格子结构为集成波导中的热光系数的工程提供了新的自由度.
• 这种方法可以设计单独模式或偏振控制的热光学装置.
• 展示的模式不敏感开关突出了工程SWG在先进的集成光子电路中的实际应用.