基于正则化数字超材料实现片上多通道聚焦型波长解复用
应用物理
2019-09-26 v1 光学
摘要
绝热波导锥形与片上波长解复用器是光子集成电路的关键部件。然而，这两类由传统半解析方法或暴力搜索方法设计的器件通常尺寸较大。此处，基于正则化数字超材料，我们设计、制备并表征了一款占地面积为 2.4×10 μm² 的双通道聚焦型波长解复用器。所设计的解复用器在无绝热波导锥形的情况下可直接连接光栅耦合器。采用目标优先法和改进最速下降法设计该解复用器，将 1520 nm 与 1580 nm 光从 10 μm 宽输入波导分流至两个 0.48 μm 宽输出波导。实验结果表明，该解复用器上（下）通道的插入损耗为 -1.77 dB（-2.10 dB），串扰为 -25.17 dB（-12.14 dB）。此外，仿真结果表明我们器件的制备容差在刻蚀深度上可达 20 nm，在平面尺寸变化上可达 10 nm。得益于设计方法的可扩展性，我们可设计其他类型的超紧凑“聚焦”器件，如模式分束器、模式转换器与功率分配器，也可设计具有更复杂功能的器件，例如我们已设计了一款三通道聚焦型波长解复用器。
引用
@article{arxiv.1909.11136,
title = {Implementation of on-chip multi-channel focusing wavelength demultiplexing with regularized digital metamaterials},
author = {Jie Huang and Junbo Yang and Dingbo Chen and Wei bai and Jingmin Han and Zhaojian Zhang and Jingjing Zhang and Xin He and Yunxin Han and Linmei Liang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.11136},
year = {2019}
}
备注
24 pages, 7 figures