设计和演示高效率的完美垂直格合器,随机结构

科学领域:

• 光子学和光学工程的工程.
• 纳米技术和材料科学 材料科学

背景情况:

• 网格合器对于将光线合到光子集成电路中至关重要.
• 现有的网格合器通常需要复杂的制造工艺,并且在性能和制造公差方面存在局限性.

研究的目的:

• 提出和描述一款具有增强性能和简化制造的全新完美垂直格合器 (PVGC).
• 调查随机结构和增加最小特征大小 (MFS) 对PVGC性能的影响.

主要方法:

• 为了设计PVGC,采用了一种自动化优化方法.
• 进行了模拟,以评估合效率和带宽.
• 实验性制造是使用电子束光刻 (EBL) 在220nm在绝缘体 (SOI) 平台上进行的.

主要成果:

• 优化的PVGC显示了模拟合效率为-2.0dB,在1550nm的34nm1dB带宽下,模拟合效率为-2.0dB.
• 实验结果显示,在32 nm 1-dB带宽下,合效率在-2.5和-2.8 dB之间.
• 制造的PVGC保持了高的制造公差,即使最小特征尺寸 (MFS) 从60nm增加到180nm.

结论:

• 与现有设备相比,开发的PVGC提供了卓越的实验合性能.
• 简化的制造工艺和增加的MFS使PVGC适合大规模生产.
• 这项工作代表了PVGC技术在光子学方面的重大进步.