介绍 *]Nd
I 7q>WO 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]
uV r6tb1 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]
Y_3{\g|x 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]
12\h| S~ 锥形耦合器可以是线性[1]或抛物线性[2]过渡。
S) /(~ 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]
;iJ*.wVq yUF<qB _RT3Fk 5Z]zul@+* [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)
@!0@f'}e [2] Vilson R. Almeida, et al., "Nanotaper for compact mode conversion," Opt. Lett. 28, 1302-1304 (2003);
3fJGJW!zu TAbd[:2{F 3D FDTD仿真 <]6])f,y\
NIcPjo 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)
{_0m0
8 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。
@^8tk3$Y 光源在时域中设置为CW( = 1.55 um),在空间域上设置为高斯横向分布,并且位于二氧化硅波导的硅纸尖端。
lwEJ)Bv 注意:模拟时间应足够长,以确保稳态结果
eMk?#&a) VP
H 5[.Dlpa'7 ;Wa4d`K 仿真结果 7e\g YPQ&hEu0 t|Cp<k]B 顶视图展示了锥形硅波导的有效耦合。
FA-""] 7iCH$} 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)
P?GHcq$\