基于Bragg光栅的超高消光比SOI波导偏振器设计

作     者：毛玉政 陈亚婧 朱京平 Mao Yuzheng;Chen Yajing;Zhu Jingping

作者机构：航空工业西安飞行自动控制研究所陕西西安710065 西安交通大学电子科学与工程学院陕西西安710049 

出 版 物：《红外与激光工程》 (Infrared and Laser Engineering)

年 卷 期：2022年第51卷第8期

页      面：392-398页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 0702[理学-物理学] 

主　　题：偏振器 Bragg光栅 一维光子晶体 SOI波导 

摘      要：波导偏振器是片上集成相干光学系统中的关键器件之一,超高消光比、低损耗、紧凑型波导偏振器的设计一直是研究的热点。基于绝缘体上硅平台的倾斜Bragg光栅被用于实现超高消光比波导偏振器结构。利用一维光子晶体能带理论分别计算TE和TM模式光的能带结构分布,选择TE模式禁带与TM导带重叠带隙设计光栅,可实现TM模式低损传输,而TE模式被Bragg光栅高效反射,从而产生超高偏振消光比。3D FDTD仿真表明:16μm倾斜Bragg光栅波导偏振器可在中心波长1550 nm附近70 nm的带宽内,实现大于37 dB的超高消光比,器件的损耗小于0.64 dB;进一步增加光栅周期数,当长度为25μm时,消光比可提高至46 dB。Bragg光栅倾斜角与刻蚀宽度偏差仿真表明:设计的结构加工误差容限较大,同时该结构仅需一次曝光刻蚀,工艺流程简单。