(44-6) 08 * << * >> * Русский * English * Содержание * Все выпуски

Моделирование ввода излучения в плоские линейные волноводы с помощью дифракционных решёток для новой технологии изготовления волноводных систем
В.С. Соловьёв 1, С.П. Тимошенков 1, А.С. Тимошенков 1, А.И. Виноградов 1, Н.М. Кондратьев 2, Н.А. Расщепкина 3

1 «Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия,

2 Российский квантовый центр «ООО МЦКТ», г. Москва, д. Сколково, Россия,

3 Самарский государственный технический университет, г. Самара, Россия

 PDF, 1605 kB

DOI: 10.18287/2412-6179-CO-718

Страницы: 917-922.

Аннотация:
Произведено моделирование и выбор оптимальных параметров дифракционной решётки для новой разработанной технологии изготовления плоских волноводных систем. В отличие от использования готовых пластин «кремний на изоляторе», разработана новая технология изготовления полностью автономной системы ввода излучения, согласующего элемента и собственно волновода. Приведено общее описание технологии системы «ввод излучения – распространение – вывод излучения». Найдены конкретные технологические параметры высоты решётки, подстилающего и покровного слоёв. Эффективность ввода в волновод составила 30 % за счёт подбора оптимального расстояния от волновода до кремниевой подложки, которая работает как зеркальный слой.

Ключевые слова:
линейный волновод, кольцевой резонатор, ввод излучения, волноводная структура, WGM-резонатор, дифракционная решётка.

Цитирование:
Соловьёв, В.С. Моделирование ввода излучения в плоские линейные волноводы с помощью дифракционных решёток для новой технологии изготовления волноводных систем / В.С. Соловьёв, С.П. Тимошенков, А.С. Тимошенков, А.И. Виноградов, Н.М. Кондратьев, Н.А. Расщепкина // Компьютерная оптика. – 2020. – Т. 44, № 6. – С. 917-922. – DOI: 10.18287/2412-6179-CO-718.

Citation:
Soloviev VS, Timoshenkov SP, Timoshenkov AS, Vinogradov AI, Kondratiev NM, Raschepkina NA. Modeling the input of radiation into plane linear waveguides using diffraction gratings for a new technology for the manufacture of waveguide systems. Computer Optics 2020; 44(6): 917-922. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-718.

Литература:
  1. Van Laere, F. Compact focusing grating couplers between optical fibers and silicon-on-insulator photonic wire waveguides / F. Van Laere [et al.] // OFC/NFOEC 2007 – 2007 Conference on Optical Fiber Communication and the National Fiber Optic Engineers Conference. – 2007. – DOI: 10.1109/OFC.2007.4348869.
  2. Bogaerts, W. Silicon microring resonators / W. Bogaerts, P. De Heyn, T. Van Vaerenbergh, K. De Vos, S.K. Selvaraja, T. Claes, P. Dumon, P. Bienstman, D. Van Thourhout, R. Baets // Laser and Photonics Review. – 2012. – Vol. 6. – P. 47-73.
  3. Hong, J. A high efficiency silicon nitride waveguide grating coupler with a multilayer bottom reflector / J. Hong, A.M. Spring, F. Qiu [et al.] // Scientific Reports. – 2019. – Vol. 9. – 12988.
  4. Kotlyar, M.I. Photonic crystal lens for coupling two waveguides / M.I. Kotlyar, Ya.R. Triandaphilov, A.A. Ko­valev, V.A. Soifer, M.V. Kotlyar, Liam O’Faolain // Applied Optics. – 2009. – Vol. 48, Issue 19. – P. 3722-3730.
  5. Michaels, A. Inverse design of near unity efficiency perfectly vertical grating couplers / A. Michaels, E. Yablonovitch // Optics Express. – 2018. – Vol. 26, Issue 4. – 4766.
  6. U.S. Patent 9,632,226 B2 G02B 27/0172, G02B 27/0101, G02B 27/4272, G02B 6/0018, G02B 6/293.07, G02B 17/086, G02B 5/1814. Waveguide grating device / J.D. Waldern [et al], filed of February 12, 2015, published of April 25, 2017.
  7. Jian, J. High-efficiency hybrid amorphous silicon grating couplers for sub-micron-sized litium niobate waveguides / J. Jian, P. Xu, H. Chen [et al.] // Optics Express. – 2018. – Vol. 26, Issue 23. – P. 29651-29658.
  8. Su, L. Fully-automated optimization of grating couplers / L. Su, R. Trivedi [et al.] // Optics Express. – 2018. – Vol. 26, Issue 4. – P. 4023-4034.
  9. Ilchenko, V.S. Microtorus: a high-finesse microcavity with whispering-gallery modes / V.S. Ilchenko, M.L. Gorodetsky, X.S. Yao, L. Maleki // Optics Letters. – 2001. – Vol. 26, Issue 5. – P. 256-258.
  10. Savchenkov, A.A. Mode filtering in optical whispering gallery resonators / A.A. Savchenkov, A.B. Matsko, D. Strekalov, V.S. Ilchenko, L. Maleki // Electronics Letters. – 2005. – Vol. 41, Issue 8. – P. 495-497.
  11. Lee, S. Single radial-mode lasing in a submicron-thickness spherical shell microlaser / S. Lee, M. Oh, J. Lee, K. An // Applied Physics Letters. – 2007. – Vol. 90, Issue 20. – 201102.
  12. Zhu, D. Radially graded index whispering gallery mode resonator for penetration enhancement / D. Zhu, Y. Zhou, X. Yu, P. Shum, F. Luan // Optics Express. – 2012. – Vol. 20, Issue 24. – P. 26285-26291.
  13. Armani, D.K. Ultra-high-Q toroid microcavity on a chip / D.K. Armani, T.J. Kippenberg, S.M. Spillane, K.J. Vahala // Nature. – 2003. – Vol. 421, Issue 6926. – P. 925-928.
  14. Lin, N. Design and optimization of liquid core optical ring resonator for refractive index sensing / N. Lin, L. Jiang, S. Wang, H. Xiao, Y. Lu, H.L. Tsai // Applied Optics. – 2011. – Vol. 50, Issue 20. – P. 3615-3621.
  15. Roelkens, G. High efficiency Silicon-on-Insulator grating coupler based on a poly-Silicon overlay / G. Roelkens, D. Van Thourhout, R. Baets // Optics Express. – 2006. – Vol. 14, Issue 24. – P. 11622-11630.
  16. Subramanian, A.Z. Low-loss single-mode PECVD silicon nitride photonic wire waveguides for 532-900 nm wavelength window fabricated within a CMOS pilot line / A.Z. Subramanian [et al.] // IEEE Photonics Journal. – 2013. – Vol. 5, Issue 6. – 2202809.
  17. Huang, Y. CMOS compatible monolithic multi-layer Si3N4-on-SOI platform for low-loss high performance silicon photonics dense integration / Y. Huang [et al.] // Optics Express. – 2014. – Vol. 22, Issue 18. – P. 21859-21865.
    .

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20