垂直纳米光栅耦合器耦合效率分析与测试.pdf

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1、第24卷第8期传感技术学报Vo1．24No．82011年8月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSAug．2011TheCouplingEficiencyAnalysisandTestingofVerticalNano—GratingCouplerCU／Danfeng，XUEChenyangh，TONGXiaogang，fiNYujian，WANKejing，ZHANGWendong'，1．LaboratoryofInstrumentationScience&DynamicMeasurement(Nort

2、hUniversityofChina)，Min~tryofEducation，Taiyuan030051，China；、＼2．ScienceandTechnologyonElectronicTest＆MeasurementLaboratory，Taiyuan030051．China，Abstract：WediscussthetheoryresearchandtestingmethodsofananogratingcouplerbasedonSOI(Silicon-on—Insulator)．Thegratingcouplingeffic

3、iencyofparametersandthecorrespondingtheoreticalsimulationwasstudiedsystematically，especiallythedependenceoftheinfluenceofgratingetchingwithadutycycleof50％．Anglesoftheincidentlightwerealsoresearched．Itisfoundthat10。oftheincidentlightgetthehighestefficiencyat1550amwaveleng

4、th．Meanwhile，thecouplingeficiencyintheorycanbeimprovedto76％usinganoptimizedgratingdesignandaddingfilmwhichcaneffectivelyreducetheinputlightreflectionanditsleakscattering．ThefabricationoftheSiwaveguidenano-gratingcouplerinSilicon—on—Insulatorisfocusingonionbeammethod(FIB)

5、．Usingsingle-modeNewFocuslaserwithanadjustableextentof1520nm～1570nmastheexcitationopticalsource，averticalcouplerofSiwaveguidegratingisachievedthroughcouplingtoasingle—modefiber．Themeasured1dBbandwidthisap—proximately30nmandthemaximumtransmissionmeasuredisapproximately32％

6、．Keywords：addingfilm；nanophotonicgrating；verticalcoupler；single—modefiber；SOI(Silicon—on—Insulator)EEACC：7230Cdoi：10．3969／j．issn．1004—1699．2011．08．010垂直纳米光栅耦合器耦合效率分析与测试术崔丹凤，薛晨阳，仝小刚，晋玉剑，宛克敬，张文栋，1．中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原030051；、＼2．中北大学电子测试技术重点实验室，太原030051／摘要：介绍了基于SOI纳米光栅耦

7、合器的理论研究及测试方法，系统研究了光栅参数对光栅耦合效率的影响，在占空比为1：1的基础上，对不同光栅槽深作了相应的理论分析，同时，还对不同角度的入射光作了相应的研究，经过仿真在人射角为10。时，对于波长为1550nm的入射光其耦合效率最高。除此之外，通过在光栅表面添加增透膜使其耦合效率在理论上提高至76％以上，并实验验证了增透膜可以有效的降低输入光场的端面反射及波导表面散射，增强了输出光效率。采用聚焦离子柬方法(FIB)在l0m宽的硅波导上加工了纳米光栅结构，利用单模NewFocus可调谐激光器(1520～1570nm)作为激发光源，

8、对单模光纤与硅波导光栅进行垂直耦合，得到1dB带宽近似为30nm，耦合效率约为32％。关键词：增透膜；纳米光栅；垂直耦合；单模光纤；绝缘体上硅中图分类号：TN256文献标识码：A文章编号：1004—1699