近红外色散中零中性干涉仪的三路耦合几何

天体光子学是下一代天文仪器的核心，能够实现地基观测站和未来太空任务的紧凑型光子集成电路。零中性干涉仪通过波束组合抑制星光，从而揭示行星和伴星。两种波导光子组合器依赖于对称的瞬态耦合，具有本质色散特性，难以实现光的干涉。三波导配置，即三路耦合器，相较于两种波导方法，具有实现更深、更宽、更稳定色散零中性的潜力。本文比较了介入三路耦合器和多模干涉耦合器在 1.5-1.8 微米波段的仿真性能，评估了行星通道、星光衰减、探测特性以及制造容差估计。所有三种三路耦合器在 270nm 的带宽上实现了 >40dB 的衰减。包括组件损耗后，锥形三路耦合器的总体通道率最高，平均为 97%，而标准三路耦合器则从相当的行星通道率开始，在波段边缘下降至 50%。锥形三路耦合器进一步被重新设计以实现非退化探测态。尽管 MMI 因未耦合光受限于星光衰减为 40dB，但其对制造误差的容差性最佳。未来的设计旨在在单一集成架构中实现高行星通道率、深星光衰减和非退enez探测。本文提供了三种三路耦合器的仿真套件。