Abstract. Multimode interference (MMI)-based optical splitter is designed and experimentally demonstrated on silicon on insulator for on-chip optical interconnect. We have proposed MMI-based 1 × 2 optical 3-dB splitter having a compact footprint (2.8 × 27 μm2). The device shows low excess loss of 0.05 dB for TE mode at operating wavelength 1550 nm and <0.45 dB over broad wavelength 1430 to 1675 nm (S–C–L–U band) using eigenmode expansion (EME) method. The proposed MMI-based Mach–Zehnder interferometer structure is implemented for arbitrary power splitting applications having excess loss <1 dB for wavelength range 1520 to 1580 nm. Moreover, the fabrication tolerance of the device is analyzed using the EME method. The proposed device can be used for on-chip optical interconnects in photonic integrated circuits.

中文翻译：

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基于多模干涉的片上光互连分光器设计与实验分析

摘要。基于多模干涉 (MMI) 的分光器是在用于片上光互连的绝缘体上硅上设计和实验证明的。我们提出了基于 MMI 的 1 × 2 光学 3-dB 分路器，具有紧凑的占地面积 (2.8 × 27 μm2)。使用本征模扩展 (EME) 方法，该器件在工作波长 1550 nm 下的 TE 模式下显示超低损耗为 0.05 dB，在 1430 至 1675 nm（S–C–L–U 波段）的宽波长范围内显示 <0.45 dB。提出的基于 MMI 的 Mach-Zehnder 干涉仪结构适用于任意功率分配应用，在 1520 到 1580 nm 的波长范围内具有 <1 dB 的过量损耗。此外，使用 EME 方法分析了器件的制造公差。所提出的器件可用于光子集成电路中的片上光学互连。