基于边缘智能优化的高性能模式转换器逆设计

作     者：杨子荣 田野 廖俊鹏 康哲 张晓伟 金庆辉 Yang Zirong;Tian Ye;Liao Junpeng;Kang Zhe;Zhang Xiaowei;Jing Qinghui

作者机构：宁波大学信息科学与工程学院浙江宁波315211 浙江大学光学科学与工程学院浙江杭州310058 

基　　金：国家自然科学基金(62105167,62075188,61974078) 浙江省自然科学基金(LQ22F050008,LY21F050007,LY21F040002) 江苏省重点研发计划(BE2021082) 宁波市自然科学基金(2021J074,2021J059) 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2023年第50卷第18期

页      码：292-299页

摘      要：模式转换器是实现模分复用技术(MDM)的关键部件。基于伴随法对器件边缘进行智能优化,从而在绝缘体上硅(SOI)平台上设计了高性能TE0-TE1模式转换器。经仿真验证,在中心波长1550 nm处,模式转换效率达99.6%,消光比达31.2 dB,而损耗仅为0.01 dB。在1500~1600 nm带宽范围内,TE0-TE1的转换效率保持在96.6%以上,消光比保持在15.7 dB以上,而损耗保持在0.14 dB以下。当器件尺寸变化在±20 nm以内时,器件在1550 nm处的转换效率保持在97.2%以上,消光比保持在16.5 dB以上,插入损耗维持在0.12 dB以下。在片上设计了TE1模式的测试装置,并利用商业流片对转换器进行制备。实验结果表明,在60 nm的带宽范围内,TE0-TE1转换器的转换效率保持在90%以上,插入损耗维持在0.4 dB以下。因此,所提出的转换器具有高转换效率、宽带宽、低插入损耗和高制作容差等特点,为高性能片上模式转换器的高效设计提供了新思路。

主 题 词：集成光学 硅基模式转换器 模分复用 逆设计 伴随法 

学科分类：070207[070207] 07[理学] 0813[工学-化工与制药类] 0812[工学-测绘类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/CJL221276

馆 藏 号：203123375...