基于伴随法逆向设计的硅基分模器

作     者：陈涛 毛思强 万洪丹 汪静丽 蒋卫锋 Chen Tao;Mao Siqiang;Wan Hongdan;Wang Jingli;Jiang Weifeng

作者机构：南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院江苏南京210023 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2023年第43卷第23期

页      面：165-172页

核心收录：

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

基　　金：国家自然科学基金青年科学基金(11904178) 

主　　题：集成光学 硅基光电子学 硅基分模器 逆向设计 伴随法 

摘      要：基于伴随优化设计算法逆向设计了一种高集成度硅基分模器。通过优化设计得到横电模TE_(0)和TE_(1)双模分模器的尺寸仅为5.5μm×4μm,其可在不改变模阶数的情况下实现模式高效分离。理论结果显示:当输入TE_(0)模式时,中心波长处的插入损耗和串扰分别为0.14 dB和-23.8 dB;当输入TE_(1)模式时,插入损耗和串扰分别为0.48 dB和-22.45 dB;工作带宽覆盖150 nm时,TE_(0)和TE_(1)模式的插入损耗分别低于0.44 dB和1.16 dB。基于全矢量三维有限时域差分法分析了±15 nm制备容差,两种模式的插入损耗低于0.79 dB,串扰低于-18.37 dB。所提出的紧凑型硅基分模器可应用于片上模分复用系统,为大容量片上光通信和光互联提供可行器件。