b3,&RUF UQ ~7,D`=# 在高约束
芯片上与亚微米波导上耦合光的两种主要方法是
光栅或锥形耦合器。[1]
ji|`S\u#b 耦合器由高折射率比
材料组成,是基于具有
纳米尺寸尖端的短锥形。[2]
[9O,C-Mk 锥形耦合器实际上是
光纤和亚微米波导之间的紧凑模式转换器。[2]
%](H?'H 锥形耦合器可以是线性[1]或抛物线性[2]过渡。
~D9VjXfL) 选择Silicon-on-insulator(SOI)技术作为纳米锥和波导的平台,因为它提供高折射率比,包括二氧化硅层作为
光学缓冲器,并允许与集成
电子电路兼容。[2]
*Y@)t*
-a Dn#GoDMJ[ V(Dn!Nz 6}RRrYL7I [1] Jaime Cardenas, et al., “High Coupling Efficiency Etched Facet Tapers in Silicon Waveguides,” IEEE Phot. Tech. Lett. VOL. 26, NO. 23, 2380-2382 (2014)
w<uK-]t [2] Vilson R. Almeida, et al., "Nanotaper for compact mode conversion," Opt. Lett. 28, 1302-1304 (2003);
9b0M'x'W5 \"r*wae 3D FDTD仿真 gmY*}d`
'f zJp@\Yo+ eqL~h1^Co 要
模拟的关键部件是来自参考文献[1]的线性锥形硅波导(160 nm至500 nm宽度变化超过100 um长度,250 nm高度),它埋在二氧化硅波导中(注意:使用的尺寸减小了(1.5 umx1.5 umx105 um),以便达到更快的模拟时间)
77Fpb?0` 为了精确模拟线性锥形硅波导,锥形的网格尺寸应该要设置密度大一些,因此在这种情况下使用不均匀的网格。
~<%/)d0 光源在时域中设置为CW( = 1.55 um),在空间域上设置为高斯横向分布,并且位于二氧化硅波导的硅纸尖端。
O;ty
k_yM 注意:模拟时间应足够长,以确保稳态结果
l u^fKQ bwm?\l.A '|\et aD 0V:DeX$bZ 仿真结果 MWHGB")J E[FRx1^R9 iuX82z` n tfwR#j 顶视图展示了锥形硅波导的有效耦合。
\I"UW1)B [;Q8xvVZ' 底部视图显示了不同位置的模式转换(左:25 um,中间:65 um,右:103 um)
P`^{dH$P