基于Si3和N4的高效宽带网格合器和一个在绝缘体上的异质集成平台
Meng Liu1, Xu Zheng1, Xuan Zheng1
1College of Physics and Electronics Engineering, Qilu Normal University, Jinan 250200, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|February 24, 2024
概括
我们使用化 (Si3N4) 和在绝缘体 (SOI) 技术开发了一种高效率的宽带网格合器. 这种优化的设计实现了81.8%的合效率和540nm带宽,简单的制造.
科学领域:
- 光子学和光学工程的工程.
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 集成光学 集成光学 集成光学
背景情况:
- 网格合器对于将光纤与集成光子电路接口至关重要.
- 在光子设备设计中,同时实现高合效率和宽带宽仍然是一个挑战.
- 不同质的集成平台为优化设备性能提供了独特的优势.
研究的目的:
- 提出并从数值上演示一种利用Si3N4和SOI异质集成的新型格子合器.
- 优化网格合器设计,以实现高合效率和广泛的运行带宽.
- 调查各种设计参数对合器性能的影响.
主要方法:
- 开发一个二维 (2D) 格子合器模型.
- 使用有限差异时间域 (FDTD) 方法进行全面分析.
- 系统地检查设计参数,包括格期,填充系数和蚀刻深度.
主要成果:
- 一个优化的网格合器在1550 nm时实现了81.8% (-0.87 dB) 的合效率.
- 证明了1dB的540nm带宽,表明宽带运行.
- 该设计具有较低的制造复杂性,只需要单个蚀刻步骤.
- 对于格期和蚀刻深度的高制造公差得到证实.
结论:
- 拟议的Si3N4和SOI异质格合器为高效率的宽带光合提供了一个有希望的解决方案.
- 设计的简单性和高制造容忍度促进了实际实施.
- 这项工作为未来网格合器开发提供了宝贵的理论和参数指导.
