低损耗多模式波导曲与直接激光写入聚合物中的波导
Tigran Baghdasaryan1, Neshteh Kourian1,2, Mushegh Rafayelyan2
1Vrije Universiteit Brussel, Department of Applied Physics and Photonics, Brussels Photonics, Pleinlaan 2, 1050 Brussel, Belgium.
Micromachines
|December 31, 2025
概括
通过优化波导曲线,设计紧的集成光子电路更容易. 较小的波导 (2-4 μm) 和较低的贝齐尔参数使用双光子聚合直接激光写作,最大限度地减少90°和S曲线的损失.
科学领域:
- 综合光子学 综合光子学
- 纳米制造的纳米制造
- 计算电磁学的计算.
背景情况:
- 波导曲线对于集成光子电路中的路由至关重要.
- 通过双光子聚合直接激光写作 (2PP-DLW) 设计气聚合物波导中的紧曲线,由于多模式效应而具有挑战性.
研究的目的:
- 系统地建模和优化2PP-DLW聚合物波导的Bézier形90°和S曲线.
- 建立设计准则,以实现3D光子电路的低损耗和高紧性.
主要方法:
- 使用一个变量有限差异时间域 (FDTD) 解析器进行系统建模.
- 研究了曲跨度,曲率和波导尺寸 (宽度2-4μm) 对光学性能的影响.
- 探索了贝齐尔参数 (B = 0-0.2) 来控制曲形状.
主要成果:
- 较小的波导 (2-4 μm) 和较低的贝齐尔参数 (B=0-0.2) 显著减少曲损失.
- 实现了90°曲的近单位传输,跨度为20-30微米.
- 对于紧的S曲线,面积比低于1的可行性已被证明.
- 确定了2μm波导宽作为性能和制造限制之间的最佳平衡.
结论:
- 优化的设计规则使使用2PP-DLW的3D光子电路具有低损耗和空间效率.
- 基于模拟的优化对于最大限度地发挥2PP-DLW技术的潜力至关重要.
- 结果为未来的集成光子设备架构提供了洞察力.
