Influence of Parametric Uncertainties on Narrow Width Bandpass Optical Filter of Prism Pair Coupled Planar Optical Waveguide
Influence of Parametric Uncertainties on Narrow Width Bandpass Optical Filter of Prism Pair Coupled Planar Optical Waveguide
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参数不确定性对棱镜对耦合平面光波导窄带通滤光片的影响
DOI：
10.1109/jqe.2017.2696506
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发表时间：
2017-06
影响因子：
2.5
通讯作者：
Li Tao
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jianhua Liua;Li Tao
利用棱镜对耦合的多模平面光波导可以构成具有纳米/亚纳米带宽的带通滤光片。它的性能主要取决于所选组成材料的参数精度，这些参数的不确定性，如材料损耗、层厚和折射率误差，可能会恶化实际器件的预期性能。理论模拟表明，材料损耗是影响传输效率的主要因素，其影响程度与导模的阶数有关。对于所建议的滤光器配置，在考虑最高损耗水平(<；inline-form>；<；tex-ath notation=“laex”>；$10^{\mathbf{-4}$<；/tex-mathm&>；/inline-form>；)时，最高阶通带的峰值透过率(<；inline-form>；<；tex-ath notation=“laex”>；$3^{\mathm{\mathbf{Rd}$<；/tex-ath>；引导模式保持95%以上，而最低顺序(<；内联公式>；<；tex-ath notation=“LaTeX”>；$0^{\mathbm{\mathbf{th}}$<；/tex-mathm>；<；/内联公式>；)的导引模式仅减少到24%。折射率加工误差的影响比薄膜厚度的影响更为明显，尽管两者都起着次要的作用。
Bandpass optical filters with nano/sub nanometer bandwidth could be formed by prism pair coupled multi-mode planar optical waveguide. Its performance depends mainly on the parametric precision of the selected constituent materials, whose parametric uncertainties, such as material loss, layer thickness, and refractive index inaccuracy, could deteriorate the expected performance of a practical device. Theoretical simulations show that material loss is the dominant factor that affects the transmission efficiency, and the influence is dependent on the order of the guided modes. For the proposed filter configuration, at the highest loss level (<inline-formula> <tex-math notation="LaTeX">$10^{\mathrm {\mathbf {-4}}}$ </tex-math></inline-formula>) considered, the peak transmittance of the pass-band for the highest order (<inline-formula> <tex-math notation="LaTeX">$3^{\mathrm {\mathbf {rd}}}$ </tex-math></inline-formula>) guided mode keeps over 95%, whereas that of the lowest order (<inline-formula> <tex-math notation="LaTeX">$0^{\mathrm {\mathbf {th}}}$ </tex-math></inline-formula>) decreases to only 24%. Influence of the fabrication inaccuracy in refractive index is relatively more evident than that of the layer thickness, even though they both play the minor parts.
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