基于绝缘体上硅芯片的临界绝热线性锥形波导与多模波导耦合器组合结构

摘要： 在绝缘体上硅（SOI）芯片上，将多模波导干涉（MMI）耦合器与临界线性锥形波导相结合。当TE0模式实现从单模波导到与MMI组合的极端线性锥形波导的临界绝热模式转换时，该线性锥形波导可达到最大发散角（即最短长度）。在1×1 MMI与该临界线性锥形波导组合的情况下，最大发散角表示为θ ≤ 2 tan?1[(0.35Wmmi ? Ws)/(0.172Lmmi)]。通过将宽度分别为4 μm/8 μm/12 μm的三种1×1 MMI与该临界线性锥形波导组合，验证了该表达式。因此，在此线性锥形波导损耗为0.022 dB/0.172 dB/0.158 dB时，获得最大发散角θ ≈ 16°/14°/8°，且该线性锥形长度较发散角θ ≈ 1°的情况分别缩短了93.7%/92.9%/87.5%。在上述条件0.95以上时，与临界线性锥形波导组合的1×1 MMI输出功率至少增强1.5倍。