概括
这项研究提出了一种基于的新型光学波导交叉,用于中红外波长. 该设备利用低波长孔元材料来实现多个TE模式的低损失和交叉通话,从而提高通信能力.
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:
- 目前基于的光学波导交叉主要在近红外频段 (1.31微米和1.55微米) 工作.
- 提高通信能力需要在不同波长运行的设备,并支持多种模式.
研究的目的:
- 提出和演示一个高性能,紧的多模光学波导交叉在中红外线 (2微米) 波段工作.
- 为了利用子波长孔性超材料 (SWHM) 改善波导交叉特性.
主要方法:
- 为直角多模干扰波导设计和制造2D SWHM波导结构.
- 在十字路口内集成特定的2D孔阵列,以控制折射率分布.
- 在多个TE模式 (TE0-TE2) 中对设备性能进行实验演示和模拟.
主要成果:
- 实现了一个12.6μm × 12.6μm的紧型设备尺寸.
- 在1700-2200 nm的超宽带操作证明了插入损失<0.37 dB和交叉声响<-32 dB (模拟).
- 实验验证的平均插入损失分别为TE0,TE1和TE2模式的0.14 dB,0.08 dB和0.20 dB,交叉声在2μm时<-25 dB.
结论:
- 拟议的SWHM波导交叉有效支持多种TE模式在中红外波长的低损失和交叉声.
- 该设备为芯片上的光学应用提供了显著的设计灵活性和可调性.
- 这项技术有可能推动芯片上光通信和计算的发展.
