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Short and efficient mode-size converter designed by segmented-stepwise method

时域有限差分法 电子束光刻 光学 材料科学 光束传播法 波导管 平版印刷术 绝缘体上的硅 插入损耗 能量转换效率 光刻 光电子学 折射率 物理 抵抗 图层(电子) 复合材料
作者
Jinghui Zou,Yu Yu,Mengyuan Ye,Lei Liu,Shuanghui Deng,Xiaogeng Xu,Xinliang Zhang
出处
期刊:Optics Letters [Optica Publishing Group]
卷期号:39 (21): 6273-6273 被引量:36
标识
DOI:10.1364/ol.39.006273
摘要

We present an efficient segmented-stepwise method to design a short and low-loss mode-size converter. A silicon-on-insulator platform-based converter with 20 μm length and 95.2% conversion efficiency is acquired by taking only 10 optimization generations using 2D-FDTD method. A 3D-FDTD simulation is performed to verify the calculated results, returning an efficiency of 92.1%. The proposed device can be used to connect a 12-μm-wide waveguide and a 0.5-μm-wide single-mode waveguide, with comparable performance of a regular scheme using 150-μm-long linear taper. For demonstration, the converter was fabricated by electron-beam-lithography and inductively-coupled-plasma etching. A conversion loss of -0.62±0.02 dB at 1550 nm was experimentally measured.
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