基于亚波长光栅的 C、L 和 U 波段低损耗定向耦合器

定向耦合器是硅光子集成电路中用于功率分配的 ubiquitous 组件。尽管其性能取得了显著进展，但仍亟需在越来越宽的带宽上提供可定制耦合比的架构。对于包含多个耦合级的电路，紧凑的 footprint 和低损耗也是必不可少的特征。在这项工作中，我们提出了一种基于亚波长超材料色散工程的紧凑定向耦合器，具有任意耦合比。实验证明了在 0.08 到 1 之间的多种耦合比下，其在宽带宽上的低损耗和平坦光谱响应。结果显示，在完全覆盖 C、L 和 U 电信波段（1505 - 1675 nm）的 170 nm 带宽内，平均额外损耗低于 0.24 dB，耦合比偏差低于 $\pm$1 dB。