[技術(shù)]OptiFDTD應(yīng)用：用于光纖入波導(dǎo)耦合的硅納米錐仿真 [復(fù)制鏈接]

介紹 Kdik7jL/J  
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在高約束芯片上與亞微米波導(dǎo)上耦合光的兩種主要方法是光柵或錐形耦合器。[1] j= ]WAjT  
耦合器由高折射率比材料組成，是基于具有納米尺寸尖端的短錐形。[2] y5|`B(  
錐形耦合器實(shí)際上是光纖和亞微米波導(dǎo)之間的緊湊模式轉(zhuǎn)換器。[2] -UUPhGC  
錐形耦合器可以是線性[1]或拋物線性[2]過渡。 kTc'k  
選擇Silicon-on-insulator（SOI）技術(shù)作為納米錐和波導(dǎo)的平臺，因?yàn)樗�提供高折射率比，包括二氧化硅層作�?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=光學(xué)',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_4">光學(xué)緩沖器，并允許與集成電子電路兼容。[2] (`!?p ^>A  
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[1] Jaime Cardenas, et al., “High Coupling Efficiency Etched Facet Tapers in Silicon Waveguides,” IEEE Phot. Tech. Lett. VOL. 26, NO. 23, 2380-2382 (2014) m)= -sD  
[2] Vilson R. Almeida, et al., "Nanotaper for compact mode conversion," Opt. Lett. 28, 1302-1304 (2003); /3'-+bp^=  
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3D FDTD仿真 vT\`0di~  
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要模擬的關(guān)鍵部件是來自參考文獻(xiàn)[1]的線性錐形硅波導(dǎo)（160 nm至500 nm寬度變化超過100 um長度，250 nm高度），它埋在二氧化硅波導(dǎo)中（注意：使用的尺寸減小了（1.5 umx1.5 umx105 um），以便達(dá)到更快的模擬時(shí)間） =NH:/j^  
  為了精確模擬線性錐形硅波導(dǎo)，錐形的網(wǎng)格尺寸應(yīng)該要設(shè)置密度大一些，因此在這種情況下使用不均勻的網(wǎng)格。 #^yw!~:{  
光源在時(shí)域中設(shè)置為CW（  = 1.55 um），在空間域上設(shè)置為高斯橫向分布，并且位于二氧化硅波導(dǎo)的硅紙尖端。 0)yvyQ5  
注意：模擬時(shí)間應(yīng)足夠長，以確保穩(wěn)態(tài)結(jié)果 Ko>pwh
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仿真結(jié)果 cl^wLC'o  
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頂視圖展示了錐形硅波導(dǎo)的有效耦合。 GT|=Apnwr%  
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底部視圖顯示了不同位置的模式轉(zhuǎn)換（左：25 um，中間：65 um，右：103 um） efl6U/'Ij