基于新型弯曲设计实现低损耗低功耗硅环路 WDM 32×100 GHz 滤波器
光学
2024-11-25 v1 应用物理
摘要
环路共振器是硅光子学中不可或缺的元件，但传统设计面临性能权衡。本文提出了一种第三阶多项式相连圆形 (TOPIC) 弯曲设计，彻底改变了环路设计的范式。TOPIC 弯曲具有连续曲率和曲率导数的独特特征，这已被理论证明是波导损耗优化的必需条件。采用 TOPIC 弯曲后，本文报道的硅环路共振器实现了以下三项记录（截至目前为止）：实现单模导波的最小半径 (0.7 )，FSR 3.2 THz 的硅环路的最低热调功率 (5.85 mW/)，首个基于硅环路的 WDM 32×100 GHz 滤波器。该滤波器通道数较当前最佳技术多了一倍，同时实现了低插入损耗 (1.91 0.28 dB) 和低调功率 (283 GHz/mW)。此外，TOPIC 弯曲不仅限于环路应用，还可用于创建任意角度的弯曲，具有超紧凑的半径和加热集成优势，预计将取代集成光子学中的所有圆形弯曲，显著降低系统尺寸和功耗。
引用
@article{arxiv.2411.15025,
title = {Low-Loss and Low-Power Silicon Ring Based WDM 32$\times$100 GHz Filter Enabled by a Novel Bend Design},
author = {Qingzhong Deng and Ahmed H. El-Saeed and Alaa Elshazly and Guy Lepage and Chiara Marchese and Pieter Neutens and Hakim Kobbi and Rafal Magdziak and Jeroen De Coster and Javad Rahimi Vaskasi and Minkyu Kim and Yeyu Tong and Neha Singh and Marko Ersek Filipcic and Pol Van Dorpe and Kristof Croes and Maumita Chakrabarti and Dimitrios Velenis and Peter De Heyn and Peter Verheyen and Philippe Absil and Filippo Ferraro and Yoojin Ban and Joris Van Campenhout},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.15025},
year = {2024}
}