基于绝热耦合器的硅基片上偏振-模式-波分混合复用器
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:61804148
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:24.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0406.集成电路器件、制造与封装
- 结题年份:2021
- 批准年份:2018
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2019-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:王辰; 常丽敏; 刘磊; 匡迎新; 李泽正; 刘阳;
- 关键词:
项目摘要
To meet the needs of large capacity on-chip optical interconnection network, multi-dimensional hybrid multiplexing technology with large capacity and low loss has become a research hotspot of silicon photonics. At present, the main problem lies in crosstalk and fabrication tolerance, which limits the practical development of the multi- dimensional hybrid multiplexer. In order to reduce the crosstalk and improve the whole performance, it is necessary to study the mode coupling characteristics in detail. By analyzing the physical mechanism of mode coupling effect, we will focus on the influence of adiabatic mode evolution on crosstalk and light propagation characteristics, and develop the method to control the crosstalk. In this way, we can improve the channel number, operational wavelength range and fabrication tolerance of silicon hybrid demultiplexer by making full use of the unique properties of adiabatic couplers such as low crosstalk, wide operational wavelength, and large tolerance. Base on the work of silicon based adiabatic couplers and wavelength division multiplexer, this study will further study the problem of crosstalk and loss, and make clear the relationship between loss, mode evolution and coupling. By optimizing the structure parameters to reduce the crosstalk and loss as far as possible, the fabricated 128-channel silicon hybrid demultiplexer will enable polarization-, mode- and wavelength-division-multiplexing simultaneously with crosstalk <-30dB and insertion loss <5dB, promoting the development of large-capacity optical communication and optical interconnection link.
为了满足超大容量片上光互连网络需求,大容量、低损耗的混合复用技术成为硅光子学的研究热点。目前此类器件的串扰和带宽问题需要解决,限制了多维混合复用器件的实用化发展。为降低串扰、提升性能,必须深入研究与串扰问题相关的模式耦合特性。在全面分析模式耦合效应物理机制基础上,着重探索绝热模式演化对器件结构中串扰和光传播特性等方面影响,研究出控制串扰的方法,从而充分发挥绝热耦合器低串扰、宽工作波长、大工艺容差优势,达到提高硅基混合复用器件的通道数目和工作波长、降低器件串扰的目的。在我们已成功研制出硅基绝热耦合器和波分复用器的工作基础上,本研究将结合这两种器件,深入研究混合器件中的串扰和损耗问题,明确损耗与模式演化、耦合的关系,通过优化器件结构尽可能地降低串扰和损耗,使硅基偏振-模式-波分混合复用器件在<-30dB串扰、<5dB损耗下实现128通道的解复用功能,促进大容量光通信和光互连链路发展。
结项摘要
高容量光通信技术的发展,对混合复用技术提出了更高的要求。受限于串扰和带宽,混合复用技术需要进一步的研究。本项目开展了低串扰、宽操作波长范围的混合复用器件研究。首先,我们设计了一个高性能的偏振分束旋转器,串扰低至-40dB。另外我们研发了一个宽波长操作范围的光学梳状滤波器,采用的宽带多模干涉仪使得器件在无源情况下可以在140nm的频谱范围内实现优异的差分滤波功能。本项目设计了一种新型的偏振-波长解复用器,该器件对于工艺友好,并且极大提高了TE偏振的消光比。研究了绝热模式演化对器件结构中串扰和光传播特性等方面影响,总结出控制串扰的方法,设计的快速绝热结构的模式解复用器的串扰理论计算值低至40dB。我们希望这些器件能够促进大容量光通信和光互连链路发展。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Passive silicon ring-assisted Mach-Zehnder interleavers operating in the broadband spectral range
在宽带光谱范围内工作的无源硅环辅助马赫-曾德尔交织器
- DOI:10.1364/ao.396472
- 发表时间:2020
- 期刊:Applied Optics
- 影响因子:1.9
- 作者:Guan Huan;Liu Yang;Li Zezheng;Kuang Yingxin;Huang Xingrui;Li Zhiyong
- 通讯作者:Li Zhiyong
Polarization beam splitter based on a silicon nitride-silica-silicon horizontal slot waveguide
基于氮化硅-二氧化硅-硅水平缝隙波导的偏振分束器
- DOI:10.1364/ol.44.001335
- 发表时间:2019-03-15
- 期刊:OPTICS LETTERS
- 影响因子:3.6
- 作者:Liu, Yang;Chang, Limin;Li, Zhiyong
- 通讯作者:Li, Zhiyong
Ultra-compact low-loss 1 x 4 optical power splitter with splitting ratio of 1:2:4:8 based on two-stage cascaded MMI couplers
基于两级级联 MMI 耦合器的超紧凑低损耗 1 x 4 光功率分配器,分光比为 1:2:4:8
- DOI:10.1364/ol.44.005622
- 发表时间:2019-11-15
- 期刊:OPTICS LETTERS
- 影响因子:3.6
- 作者:Li, Zezheng;Liu, Yang;Li, Zhiyong
- 通讯作者:Li, Zhiyong
Compact and Broadband Optical Add-Drop De-Multiplexer With Cascaded Elliptical Micro-Rings on SOI
SOI 上具有级联椭圆微环的紧凑型宽带光分插解复用器
- DOI:10.1109/lpt.2019.2897819
- 发表时间:2019-03
- 期刊:IEEE Photonics Technology Letters
- 影响因子:2.6
- 作者:Liu Lei;Guan Huan;Liu Yang;Chang Limin;Kuang Yingxin;Tan Manqing;Yu Yude;Li Zhiyong
- 通讯作者:Li Zhiyong
High-performance, and fabrication friendly polarization demultiplexer
高性能且易于制造的偏振解复用器
- DOI:10.1088/1674-1056/ac21bc
- 发表时间:2021-08
- 期刊:Chinese Physics B
- 影响因子:1.7
- 作者:Huan Guan;Yang Liu;Zhiyong Li
- 通讯作者:Zhiyong Li
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