具有完美垂直发射的紧凑高效硅光子微天线设计
光学
2020-08-10 v2 应用物理
摘要
紧凑高效的光学天线是诸多应用的基础组件，包括高密度光纤—芯片耦合与光学相控阵。本文提出在 300 nm 绝缘体上硅平台上具有完美垂直发射的基于光栅的微天线设计。我们采用结合伴随优化与机器学习降维的方法，高效映射天线的多参数设计空间，分析大量相关性能指标，执行所需的多目标优化，并发现高性能设计。利用一步切趾光栅，我们以 3.6 {\mu}m 长天线实现了近 92% 的垂直向上衍射效率。当与超高数值孔径光纤耦合时，该天线展现出超过 81%（-0.9 dB）的耦合效率与近 158 nm 的 1 dB 带宽。该完美垂直天线在以 {\lambda} = 1550 nm 为中心的 200 nm 带宽上产生的反射小于 -20 dB。
引用
@article{arxiv.2008.02552,
title = {Design of Compact and Efficient Silicon Photonic Micro Antennas with Perfectly Vertical Emission},
author = {Daniele Melati and Mohsen Kamandar Dezfouli and Yuri Grinberg and Jens H. Schmid and Ross Cheriton and Siegfried Janz and Pavel Cheben and Dan-Xia Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.02552},
year = {2020}
}