通过逆向设计的高性能二维1×N T型结波长（解）复用器系统
应用物理
2019-02-28 v1 光学
摘要
先前提出的集成光子器件设计使用了直观的暴力方法或采用参数搜索算法的优化方法。然而，较小的参数空间和对底层物理的较差利用限制了器件的性能、功能和尺寸。在本文中，我们通过使用最近发展的目标优先逆向设计算法，提出了高效紧凑的二维1×N面内入射波长解复用器。所提出的1×N光子器件中的输出端口沿输入通道的横向放置。对于1×2、1×4和1×6波长（解）复用器的具体设计，实现了超高器件性能，其紧凑尺寸分别为2.80 μm × 2.80 μm、2.80 μm × 4.60 μm和2.80 μm × 6.95 μm。我们使用了两种方法——二值化水平集和二值化代价——来获得考虑制造约束的硅波长解复用器。例如，二值化代价1×2解复用器在1.31 μm处的传输效率为-0.30 dB，在1.55 μm处为-0.54 dB，而工作波长处的串扰可忽略不计，分别为-17.80 dB和-15.29 dB。此外，对于二值化代价1×4解复用器，在1.31、1.39、1.47和1.55 μm处的传输效率值约为-1.90 dB，串扰约为-13 dB。此外，我们使用目标优先算法将我们的解复用器用作复用器，这意味着解复用器中曾经用作输入的端口被设计为用作输出。这种逆向设计方法允许实现超过六个输出通道，结合所提出的功能，有助于开发紧凑且可制造的二维1×N耦合器。
引用
@article{arxiv.1902.10408,
title = {High-performance 2D 1xN T-junction Wavelength (De)Multiplexer Systems by Inverse Design},
author = {Yusuf A. Yilmaz and Ahmet M. Alpkilic and Aydan Yeltik and Hamza Kurt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.10408},
year = {2019}
}
备注
12 pages, 5 figures