当前位置：
X-MOL 学术
›
Laser Photonics Rev.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Inverse Design of Ultra-Compact Multimode Waveguide Bends Based on the Free-Form Curves
Laser & Photonics Reviews ( IF 9.8 ) Pub Date : 2021-07-29 , DOI: 10.1002/lpor.202100162 Shangsen Sun 1 , Penghui Dong 2 , Fengchun Zhang 1 , Juanli Wang 1 , Ning Zhu 1 , Yaocheng Shi 2
Laser & Photonics Reviews ( IF 9.8 ) Pub Date : 2021-07-29 , DOI: 10.1002/lpor.202100162 Shangsen Sun 1 , Penghui Dong 2 , Fengchun Zhang 1 , Juanli Wang 1 , Ning Zhu 1 , Yaocheng Shi 2
Affiliation
|
On-chip mode-division multiplexing (MDM) can increase the transmission capacity of a single optical bus waveguide. It is of great significance for the MDM systems to design the multimode waveguide bends (MWBs) with compact sizes. A method of designing the MWB using the inverse design algorithm is presented in this paper. Ultra-compact MWBs with high performances are realized by changing the curvature radius of the waveguide curve, and the fabrication process only requires a single step photo-lithography and plasma etching. The three-mode bent waveguide with an effective radius of only 9.35 µm is designed and tested. The theoretical excess losses of TE0, TE1, and TE2 mode are less than 0.04 dB in a wide spectral range of 1500 to 1600 nm, and the crosstalks between all guided modes are all less than −29 dB. For the fabricated 90° waveguide bend the measured excess losses are 0.17, 0.04, and 0.16 dB at the central wavelength of 1550 nm, respectively, and the crosstalks between all three modes are less than −21 dB in the wavelength range from 1520 to 1600 nm. The proposed design method can be also extended to more mode-channels.
中文翻译：
基于自由曲线的超紧凑型多模波导弯曲逆向设计
片上模分复用 (MDM) 可以增加单个光总线波导的传输容量。设计尺寸紧凑的多模波导弯曲（MWB）对于 MDM 系统具有重要意义。本文介绍了一种使用逆向设计算法设计 MWB 的方法。通过改变波导曲线的曲率半径实现了高性能的超紧凑型MWB，制造过程只需要一步光刻和等离子体蚀刻。设计并测试了有效半径仅为 9.35 µm 的三模弯曲波导。TE 0、TE 1和TE 2的理论超额损耗在 1500 到 1600 nm 的宽光谱范围内，模小于 0.04 dB，并且所有导模之间的串扰都小于 -29 dB。对于制造的 90° 波导弯曲，在 1550 nm 的中心波长处测得的额外损耗分别为 0.17、0.04 和 0.16 dB，并且所有三种模式之间的串扰在 1520 至 1600 的波长范围内都小于 -21 dB纳米。所提出的设计方法也可以扩展到更多的模式通道。
更新日期：2021-09-16
中文翻译：
基于自由曲线的超紧凑型多模波导弯曲逆向设计
片上模分复用 (MDM) 可以增加单个光总线波导的传输容量。设计尺寸紧凑的多模波导弯曲（MWB）对于 MDM 系统具有重要意义。本文介绍了一种使用逆向设计算法设计 MWB 的方法。通过改变波导曲线的曲率半径实现了高性能的超紧凑型MWB，制造过程只需要一步光刻和等离子体蚀刻。设计并测试了有效半径仅为 9.35 µm 的三模弯曲波导。TE 0、TE 1和TE 2的理论超额损耗在 1500 到 1600 nm 的宽光谱范围内，模小于 0.04 dB，并且所有导模之间的串扰都小于 -29 dB。对于制造的 90° 波导弯曲，在 1550 nm 的中心波长处测得的额外损耗分别为 0.17、0.04 和 0.16 dB，并且所有三种模式之间的串扰在 1520 至 1600 的波长范围内都小于 -21 dB纳米。所提出的设计方法也可以扩展到更多的模式通道。
京公网安备 11010802027423号