z<FV1niE *7)S%r,? 在高约束
芯片上与亚微米波导上耦合光的两种主要方法是
光栅或锥形耦合器。[1]
*pDXcURw 耦合器由高折射率比
材料组成,是基于具有
纳米尺寸尖端的短锥形。[2]
p)K9ZI 锥形耦合器实际上是
光纤和亚微米波导之间的紧凑模式转换器。[2]
-lnTYxo+]^ 锥形耦合器可以是线性[1]或抛物线性[2]过渡。
^A:!ni@3 选择Silicon-on-insulator(SOI)技术作为纳米锥和波导的平台,因为它提供高折射率比,包括二氧化硅层作为
光学缓冲器,并允许与集成
电子电路兼容。[2]
AM1/\R
|`N$>9qN Sn_z bjU 2UcI"< [1] Jaime Cardenas, et al., “High Coupling Efficiency Etched Facet Tapers in Silicon Waveguides,” IEEE Phot. Tech. Lett. VOL. 26, NO. 23, 2380-2382 (2014)
e);bF>.~ [2] Vilson R. Almeida, et al., "Nanotaper for compact mode conversion," Opt. Lett. 28, 1302-1304 (2003);
B:.;,@r] 3s88#_eT 3D FDTD仿真 ~e,f )? dj8F6\ Lf$Q
%eM0 要
模拟的关键部件是来自参考文献[1]的线性锥形硅波导(160 nm至500 nm宽度变化超过100 um长度,250 nm高度),它埋在二氧化硅波导中(注意:使用的尺寸减小了(1.5 umx1.5 umx105 um),以便达到更快的模拟时间)
p~v2XdR 为了精确模拟线性锥形硅波导,锥形的网格尺寸应该要设置密度大一些,因此在这种情况下使用不均匀的网格。
zav* 光源在时域中设置为CW( = 1.55 um),在空间域上设置为高斯横向分布,并且位于二氧化硅波导的硅纸尖端。
f\U? :83 注意:模拟时间应足够长,以确保稳态结果
)Tyky%P+iI Pu/-Qpqh [)C)p*!Y) 5n&)q=jk= 仿真结果 U*` UKt/0Ze + MOe{:/6
4\ uZKv@, 顶视图展示了锥形硅波导的有效耦合。
?15POY ?Z eG[umv.9b 底部视图显示了不同位置的模式转换(左:25 um,中间:65 um,右:103 um)
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