基于自适应直接二进制搜索算法的超紧凑型8通道模式-偏振复用器OA
针对模式复用器难以兼容低损耗、小尺寸、多通道的难题,本文结合数字结构与波导结构,设计、加工、测试了一种超紧凑8通道模式-偏振复用器,以大幅度提升光互连的集成度和传输容量.数字结构是由新颖的自适应直接二进制搜索(adaptive direct binary search,ADBS)算法优化,用于TE_(0),TE_(1),TE_(2)和TE_(3)模式的复用和解复用.ADBS算法通过引入池化算子和变异算子可以自适应地调节局部收敛,在保障器件小尺寸的前提下,大幅降低优化时间成本.波导结构是由非对称定向耦合器(asymmetrical directional coupler,ADC)设计,用于TM_(1),TM_(2),TM_(3)和TM_(4)模式的复用和解复用.ADC结构通过级联策略,在数字结构的基础上,进一步扩展通道数量.基于现有研究来看,所设计数字-波导结构有效长度约为100μm,是尺寸最小的8通道复用器.测试结果显示,在1550 nm处,测量的插入损耗和串扰分别小于1.2 dB和-12.5 dB.同时,在1540—1560 nm波长内,插入损耗和串扰分别小于1.7 dB和-9.3 dB.此外,在256 Gbps(1 Gbps=125 MB/s)数据传输实验中,测试所得眼图呈现出清晰且开放的特征,直观地反映出该器件具有优异的数据传输能力.
马汉斯;林振;何新;侯海良;李雪垒;贺龙辉;甘龙飞;赵娜;许辉;周灵钧;吴加贵;杨俊波
湖南工商大学微电子与物理学院,长沙410205湖南工商大学微电子与物理学院,长沙410205国防科技大学理学院,长沙410073湖南工商大学微电子与物理学院,长沙410205湖南工商大学微电子与物理学院,长沙410205湖南工商大学微电子与物理学院,长沙410205湖南工商大学微电子与物理学院,长沙410205湖南工商大学微电子与物理学院,长沙410205湖南工商大学微电子与物理学院,长沙410205北京大学电子与计算机工程学院,深圳518055西南大学物理科学与技术学院,重庆400715国防科技大学理学院,长沙410073
信息技术与安全科学
8通道模式-偏振复用器自适应直接二进制搜索算法非对称定向耦合器
《物理学报》 2026 (4)
P.243-252,10
国家重点研发计划(批准号:2022YFF0706005)国家自然科学基金(批准号:62305387,12305268,12075014)国防科技大学基金(批准号:ZK23-03)湖南省自然科学基金(批准号:2023JJ40683,2023JJ40223,2024JJ6184,2023JJ30195)湖南省教育厅科研基金(批准号:24B0575,22B0655,22A0435)资助的课题。
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