基于硅-鈮酸鋰復合波導的偏振復用器設計
發(fā)布時間:2018-07-04 15:49
本文選題:硅與鈮酸鋰復合集成波導 + 定向耦合。 參考:《南京大學學報(自然科學)》2017年03期
【摘要】:結合鈮酸鋰薄膜的研究現(xiàn)狀,提出一種硅與鈮酸鋰復合集成的波導結構,該波導結構能夠將硅基的成熟工藝與鈮酸鋰材料的特性結合,利用鈮酸鋰的高雙折射特性,該波導結構在實現(xiàn)偏振控制器件方面具有一系列獨特的優(yōu)勢.基于硅與鈮酸鋰復合的波導結構,設計了兩類無源器件:定向耦合型偏振分離器和定向耦合型偏振分離轉換器.分別采用光束傳輸法(BPM)和時域有限差分法(FDTD)對兩類器件進行了仿真與性能分析,仿真計算結果表明,偏振分離器能夠實現(xiàn)TE模和TM模的分離,且消光比高于30dB,在保證消光比大于10dB的情況下,其帶寬約為70nm,工藝容差達100nm;偏振分離轉換器能夠實現(xiàn)TM模向TE模的轉換,且消光比達20dB.兩類器件均具有尺寸小、結構簡單、工藝上易于實現(xiàn)等優(yōu)點.
[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.
【作者單位】: 山東大學信息科學與工程學院;山東大學物理學院;
【基金】:國家自然科學基金(61201210,61571273) 山東省科技開發(fā)項目(2014GGH201006) IPOC開放基金(BUPT) 山東大學基礎研究基金
【分類號】:TN256
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本文編號:2096569
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