一个高效和紧的中红外极化分离器和旋转器,基于一个分叉的圆曲折波导
1Department of Physics, Khalifa University, 127788, Abu Dhabi, UAE.
Scientific reports
|February 12, 2025
概括
我们开发了一种用于在绝缘体 (SOI) 平台的新型中红外偏振分离器和旋转器 (PSR). 这种设备对于化学传感和生物应用至关重要,使横向电 (TE) 模式产生成为可能.
科学领域:
- 光子学和光学工程的工程.
- 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:
- 中红外 (MIR) 应用需要特定的光极化.
- 量子级联激光器发射横向磁性 (TM) 模式,与许多芯片上的设备不兼容.
- 现有的MIR偏振控制解决方案是有限的,特别是在在绝缘体 (SOI) 平台上.
研究的目的:
- 为新型MIR偏振分离器和旋转器 (PSR) 提供预测模拟.
- 在SOI平台上的PSR的两个端口上实现横向电 (TE) 模式生成.
- 为满足在MIR传感和监控应用中TE模式兼容性的需求.
主要方法:
- 利用预测模拟来设计和分析一个新的MIR PSR.
- 专注于在3.1-3.6微米波长范围内的设备操作.
- 调查的性能指标包括插入损失,TM转 TE功率转换损失和交叉通话.
主要成果:
- 拟议的MIR PSR在SOI平台上运行,这是该波长范围中的首个.
- 在500nm范围内实现的TE插入损失<0.5dB.
- 在400纳米范围内,证明TM转 TE功率转换损耗<0.5dB.
- 在400nm波长范围内保持的交叉声<20dB.
结论:
- 新的MIR PSR设计为芯片上的极化控制提供了出色的性能.
- 这种基于SOI的解决方案对于推进MIR传感,生物检测和环境监测至关重要.
- 该设备可有效地将TM模式从量子级联激光器转换为TE模式,以实现更广泛的设备兼容性.
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