硅基少模光纤用超紧凑高效集成多通道模式复用器
光学
2023-11-08 v1 应用物理
摘要
空分复用（SDM）是提高光纤通信系统容量的关键使能技术之一。然而，使用多模光纤实现基于 SDM 的系统一直面临挑战，亟需紧凑、低成本且可扩展的模式解/复用器（DE/MUX）。在此，我们提出一种用于少模光纤（FMFs）的新型集成模式复用器（MUX），其可发射多达八个空间与偏振通道。新设计由二维多模光栅耦合器（MMGC）、高度紧凑的模斑转换器（MSCs）和绝热定向耦合器（ADCs）组成。通过集成光学移相器可有选择地发射 FMFs 中的八条数据通道。实验结果显示高效的芯片到光纤耦合，LP01、LP11a、LP11b 和 LP21b 模式的峰值效率分别为 -3.8 dB、-5.5 dB、-3.6 dB 和 -4.1 dB。同时，所提设计能有效耦合双模 FMF 中的所有简并 LP 模式，从而在解复用器中实现信号解扰。得益于使用集成亚波长 Mikaelian 透镜进行与模式无关的场尺寸转换且损耗 0.25 dB，MMGC 与 MSCs 的总占位面积仅 35x35 m。该设计在未来 SDM 应用中的高密度集成光子电路方面展现出巨大潜力。
引用
@article{arxiv.2311.03675,
title = {Ultra-compact and efficient integrated multichannel mode multiplexer in silicon for few-mode fibers},
author = {Wu Zhou and Zunyue Zhang and Hao Chen and Hon Ki Tsang and Yeyu Tong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.03675},
year = {2023}
}
备注
10 pages, 5 figures