基于硅-铌酸锂复合波导的偏振复用器设计
发布时间:2018-07-04 15:49
本文选题:硅与铌酸锂复合集成波导 + 定向耦合 ; 参考:《南京大学学报(自然科学)》2017年03期
【摘要】:结合铌酸锂薄膜的研究现状,提出一种硅与铌酸锂复合集成的波导结构,该波导结构能够将硅基的成熟工艺与铌酸锂材料的特性结合,利用铌酸锂的高双折射特性,该波导结构在实现偏振控制器件方面具有一系列独特的优势.基于硅与铌酸锂复合的波导结构,设计了两类无源器件:定向耦合型偏振分离器和定向耦合型偏振分离转换器.分别采用光束传输法(BPM)和时域有限差分法(FDTD)对两类器件进行了仿真与性能分析,仿真计算结果表明,偏振分离器能够实现TE模和TM模的分离,且消光比高于30dB,在保证消光比大于10dB的情况下,其带宽约为70nm,工艺容差达100nm;偏振分离转换器能够实现TM模向TE模的转换,且消光比达20dB.两类器件均具有尺寸小、结构简单、工艺上易于实现等优点.
[Abstract]:According to the research status of lithium niobate thin films, a kind of composite waveguide structure is proposed, which combines the mature process of silicon with the characteristics of lithium niobate, and makes use of the high birefringence of lithium niobate. The waveguide structure has a series of unique advantages in the realization of polarization controller. Based on the waveguide structure of silicon and lithium niobate, two kinds of passive devices are designed: directional coupling polarization separator and directional coupling polarization separation converter. The beam propagation method (BPM) and the finite-difference time-domain method (FDTD) are used to simulate and analyze the performance of the two kinds of devices. The simulation results show that the polarization separator can separate te mode from TM mode. The extinction ratio is more than 30 dB, the bandwidth is about 70 nm and the process tolerance is 100 nm when the extinction ratio is more than 10 dB. The polarization separation converter can realize the conversion of TM mode to te mode, and the extinction Prida is 20 dB. Both kinds of devices have the advantages of small size, simple structure and easy to be realized in technology.
【作者单位】: 山东大学信息科学与工程学院;山东大学物理学院;
【基金】:国家自然科学基金(61201210,61571273) 山东省科技开发项目(2014GGH201006) IPOC开放基金(BUPT) 山东大学基础研究基金
【分类号】:TN256
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本文编号:2096569
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