低损耗超紧凑薄膜铌酸锂端面耦合器设计OA
Design of a low-loss ultra-compact thin-film lithium niobate edge coupler
针对薄膜铌酸锂(TFLN)波导与单模光纤模场失配导致耦合损耗大的问题,设计了一种低损耗超紧凑型TFLN端面耦合器.该耦合器采用三层纳米槽结构,并在TFLN外部添加SiON包层,以扩大模场直径、提高端面耦合效率;通过优化波导分段长度与刻蚀倾斜角,实现了模场的绝热转换与紧凑集成.利用有限元分析软件进行仿真,结果表明:在1 524～1 572 nm波长范围内,输入端与输出端的最大耦合损耗分别为0.4 dB和0.36 dB,器件总长度仅115 μm,对准容差达±0.7 μm.该耦合器在保持低损耗的同时具有优异的紧凑性和对准宽容度,为光子集成系统提供了一种高效、可靠的端面耦合方案.
To address the high coupling loss caused by mode field mismatch between thin-film lithium niobate(TFLN)wave-guides and single-mode fibers,a low-loss,ultra-compact TFLN edge coupler is designed.A three-layer nano-slot structure is ad-opted,and a SiON cladding is added outside the TFLN to enlarge the mode field diameter and improve the edge coupling effi-ciency.By optimizing the segment lengths of the waveguide and the etching tilt angle,adiabatic mode conversion and compact integration are achieved.Finite element analysis simulations are performed,and the results show that in the wavelength range of 1 524～1 572 nm,the maximum coupling losses at the input and output ports are 0.4 dB and 0.36 dB,respectively.The total device length is only 115 μm,and the alignment tolerance reaches±0.7 μm.The coupler exhibits excellent com-pactness and alignment tolerance while maintaining low loss,offering an efficient and reliable edge-coupling solution for photonic integrated systems.
熊斌;蒋品群;宋树祥;尹怡辉;杨万里;李跃
广西师范大学 电子与信息工程学院/集成电路学院,广西 桂林,541004||广西高校集成电路与微系统重点实验室(广西师范大学),广西 桂林,541004||广西高校光电信息技术工程研究中心(广西师范大学),广西 桂林,541004广西师范大学 电子与信息工程学院/集成电路学院,广西 桂林,541004||广西高校集成电路与微系统重点实验室(广西师范大学),广西 桂林,541004||广西高校光电信息技术工程研究中心(广西师范大学),广西 桂林,541004广西师范大学 电子与信息工程学院/集成电路学院,广西 桂林,541004||广西高校集成电路与微系统重点实验室(广西师范大学),广西 桂林,541004||广西高校光电信息技术工程研究中心(广西师范大学),广西 桂林,541004中国电子科技集团公司 第三十四研究所,广西 桂林 541004中国电子科技集团公司 第三十四研究所,广西 桂林 541004中国电子科技集团公司 第三十四研究所,广西 桂林 541004
信息技术与安全科学
薄膜铌酸锂端面耦合器高效耦合对准容差
thin-film lithium niobateedge couplersefficient couplingalignment tolerance
《光通信技术》 2026 (3)
58-64,7
广西科技重大专项基金项目(桂科AA22068056)资助.
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