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High-efficient coupler for thin-film lithium niobate waveguide devices

铌酸锂 材料科学 光学 耦合损耗 波导管 光电子学 功率分配器和定向耦合器 波长 数值孔径 光纤 物理
作者
Changran Hu,Oscar H. Franco,Tingan Li,Xuanhao Wang,Yuheng Liu,Shiqi Tao,Cheng Zeng,Jinsong Xia
出处
期刊:Optics Express [The Optical Society]
卷期号:29 (4): 5397-5397 被引量:101
标识
DOI:10.1364/oe.416492
摘要

Lithium niobate (LN) devices have been widely used in optical communication and nonlinear optics due to its attractive optical properties. The emergence of the thin-film lithium niobate on insulator (LNOI) improves performances of LN-based devices greatly. However, a high-efficient fiber-chip optical coupler is still necessary for the LNOI-based devices for practical applications. In this paper, we demonstrate a highly efficient and polarization-independent edge coupler based on LNOI. The coupler, fabricated by a standard semiconductor process, shows a low fiber-chip coupling loss of 0.54 dB/0.59 dB per facet at 1550 nm for TE/TM light, respectively, when coupled with an ultra-high numerical aperture fiber (UHNAF) of which the mode field diameter is about 3.2 μm. The coupling loss is lower than 1dB/facet for both TE and TM light in the wavelength range of 1527 nm to 1630 nm. A relatively large tolerance for optical misalignment is also proved, due to the coupler’s large mode spot size up to 3.2 μm. The coupler shows a promising stability in high optical power and temperature variation.
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