基于耦合波导绝热优化的超宽带集成光学滤波器

宽带光谱滤波器在超宽带波分复用、多波段光谱学和宽带传感等许多集成光子学应用中备受青睐。在本研究中，我们展示了基于绝热波导的紧凑型超宽带硅光子滤波器的设计、仿真与实验演示。我们首先开发了针对耦合绝热波导结构的优化算法，并用其设计独立的单截止光谱滤波器。这些单截止滤波器是 1x2 端口器件，可在指定器件长度内将宽带信号最优地分离为短通与长通输出。我们利用绝热参数控制这些滤波器中的功率滚降与消光比。滤波器的两种输出均工作于透射态，使得能够以不同配置级联多个滤波器。利用这种灵活性，我们在片上级联两个具有不同截止波长的滤波器，并实验演示了带通操作。这些带边的独立灵活设计使得滤波器带宽远超 100 nm。实验中，我们演示了通带范围从 6.4 nm 到 96.6 nm 的带通滤波器。我们的器件在短通、带通与长通三种输出中均实现平坦带传输，插入损耗小于 1.5 dB，消光比超过 15 dB。这些超宽带滤波器可为通信、光谱学与传感应用中的多波段集成光子学提供新能力。