文献类型：期刊文章

作　　者：黄强[1,2] 张意[1] 江佩璘[1] 余长亮[3] 石浩天[1] 黄楚坤[1] 孙军强[1]

Huang Qiang;Zhang Yi;Jiang Peilin;Yu Changliang;Shi Haotian;Huang Chukun;Sun Junqiang(Wuhan National Laboratory for Optoelectronics,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,Hubei,China;Hunan Province Key Laboratory of Grids Operation and Control on MultiPower Sources Area,School of Electrical Engineering,Shaoyang University,Shaoyang 422000,Hunan,China;Wuhan Fisilink Microelectronics Technology Co.,Ltd.,Wuhan 430040,Hubei,China)

机构地区：[1]华中科技大学武汉光电国家研究中心,湖北武汉430074 [2]邵阳学院电气工程学院多电源地区电网运行与控制湖南省重点实验室,湖南邵阳422000 [3]武汉飞思灵微电子技术有限公司,湖北武汉430040

出　　处：《激光与光电子学进展》

基　　金：国家自然科学基金(61875063);湖北省重点研发计划项目(2021BAA002);邵阳市科技计划项目(2021004ZD)。

年　　份：2022

卷　　号：59

期　　号：19

起止页码：210-216

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2020、CSCD、CSCD2021_2022、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、WOS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：为实现单模光纤与锗硅材料器件的垂直耦合并提高耦合效率,设计了一种锗硅光栅耦合器。通过在硅衬底上增加金属反射层来提高光栅的耦合效率,并利用时域有限差分法仿真软件对锗硅光栅的刻蚀深度、刻蚀槽宽和光栅周期等结构进行了优化。然后,分析了有无金属反射层时的功率和电场分布情况,计算了光栅耦合效率。仿真结果表明,在最佳工作波长1466 nm处,有金属反射层均匀光栅得到的光栅最大耦合效率为−1.34 dB,相比无金属反射层光栅,最大耦合效率提高了9.4 dB,并且光在波导中的定向性得到了明显的改善。另外,为进一步提高耦合效率,在均匀光栅的基础上仿真设计了两步变迹光栅,相比均匀光栅最大耦合效率提高了0.55 dB。同时,对耦合光栅中的金属层厚度、锗硅材料折射率和光栅尺寸三个方面行了工艺容差分析,结果表明,所设计的耦合光栅对工艺偏差具有较高的容忍度。最后,制作了锗硅耦合光栅器件,测试结果表明,在工作波长1465 nm处,获得了−2.7 dB的最大耦合效率。

关 键 词：集成光学 锗硅材料 垂直耦合  光栅耦合器 金属反射层  

分 类 号：TN389]