Taper型MMI耦合器的研究
发布时间：2021-08-21 23:28
近年来集成光学得到极大的发展,十字波导作为光器件中重要的组成元件其性能的好坏将直接影响集成光路的质量。将矩形MMI耦合器引入十字波导交叉处能够降低光信号通过十字波导交叉处时产生的损耗与串扰。但是传统的基于多模干涉的矩形MMI十字波导损耗与串扰依然过大,将矩形MMI耦合器适当改变结构能更大程度地降低损耗与串扰,因此研究taper型MMI耦合器具有深远意义。taper型MMI耦合器引入十字波导中是利用taper型MMI耦合器的自成像原理,然而目前对taper型MMI耦合器成像规律的研究只涉及到几种特定的结构,如锥形、指数型、抛物线型,没有对一般结构的taper型MMI耦合器的成像规律进行研究。另一方面,光信号在taper型MMI耦合器中传播时发生模式耦合,模式耦合会引起一定的损耗,损耗通常由仿真得出,理论上对模式耦合的研究较少。本文的研究目的在于:以理论推导为主,仿真为辅,使用微扰法探索taper型MMI耦合器中的模式耦合现象以及耦合引起的损耗,使用导模传输分析法和等效折射率法探索taper型MMI耦合器中成单个像以及一般成像规律;最后设计出基于多模干涉的椭圆型十字波导以体现taper型M...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多模干涉结构
3图 1-2 1310nm、1550nm 在新型复用器中的光场分布5. 为了减少 MMI 耦合器的尺寸，提出了指数型 MMI 耦合器，理论分析模干涉的长度与 taper 结构各个参数之间的关系，与抛物线型 MMI 耦合器进比，发现该结构更能减小尺寸，并利用宽角光束传播法进行数值模拟，发现型 MMI 耦合器和抛物线型 MMI 耦合器类似也能缩小器件尺寸[43]。6. 如图 1-3 所示，2012 年研究人员使用有限差分法进行优化，引入一种 tap构的 MMI 耦合器，整个尺寸为 3920 nm×3920 nm，损耗 0.187dB，串扰 47.58d用于广泛的通信波段 1500 nm 到 1600 nm[44]。
图 1-3 优化后的十字波导结构主要研究内容如下：首先介绍了集成光器件中 MMI 耦合器的由来绍了制作集成光器件所使用的材料类型，同足，然后介绍了 taper 型 MMI 耦合器的优势以MI 耦合器在十字波导中的应用以及其他减小首先介绍平板波导中的 TE 导模与辐射模，使模式耦合系数计算公式，该公式的芯层折射型 MMI 耦合器中，得到完全能量交换距离的正确性。
本文编号：3356526
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多模干涉结构
3图 1-2 1310nm、1550nm 在新型复用器中的光场分布5. 为了减少 MMI 耦合器的尺寸，提出了指数型 MMI 耦合器，理论分析模干涉的长度与 taper 结构各个参数之间的关系，与抛物线型 MMI 耦合器进比，发现该结构更能减小尺寸，并利用宽角光束传播法进行数值模拟，发现型 MMI 耦合器和抛物线型 MMI 耦合器类似也能缩小器件尺寸[43]。6. 如图 1-3 所示，2012 年研究人员使用有限差分法进行优化，引入一种 tap构的 MMI 耦合器，整个尺寸为 3920 nm×3920 nm，损耗 0.187dB，串扰 47.58d用于广泛的通信波段 1500 nm 到 1600 nm[44]。
图 1-3 优化后的十字波导结构主要研究内容如下：首先介绍了集成光器件中 MMI 耦合器的由来绍了制作集成光器件所使用的材料类型，同足，然后介绍了 taper 型 MMI 耦合器的优势以MI 耦合器在十字波导中的应用以及其他减小首先介绍平板波导中的 TE 导模与辐射模，使模式耦合系数计算公式，该公式的芯层折射型 MMI 耦合器中，得到完全能量交换距离的正确性。
本文编号：3356526
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