Polarization-Insensitive Vertically Curved Si Surface Optical Coupler Bent by Ion Implantation
Polarization-Insensitive Vertically Curved Si Surface Optical Coupler Bent by Ion Implantation
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离子注入弯曲的偏振不敏感垂直弯曲硅表面光耦合器
DOI：
10.1109/lpt.2020.3022354
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发表时间：
2020
影响因子：
2.6
通讯作者：
Sakakibara Youichi
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yoshida Tomoya;Atsumi Yuki;Omoda Emiko;Sakakibara Youichi
为了实现单模光纤到硅光子集成电路（Si-PIC）光接收器的输入耦合，我们设计了一种垂直弯曲硅波导的偏振不敏感光学表面耦合器。偏振不灵敏度是通过在垂直弯曲波导（VCW）结构中均衡TE和TM偏振的辐射传输损耗而获得的，同时保持光斑尺寸转换器（SSC）的直结构连接在弯曲结构上方。数值模拟结果表明，曲率半径为6 μm或更大时，可以实现均匀化，因此我们开发了一种利用离子注入的弯曲技术，通过改变注入角度，同时实现曲率半径为6 μm的VCW和长度为7 μm的直SSC。弯曲的硅芯随后通过等离子体增强化学气相沉积涂覆有SiO2以用作准直透镜。在模场直径为5 μm的单模光纤中，耦合器的偏振相关损耗小于0.25dB，1dB带宽为180 nm，在1550 nm波长处的耦合损耗约为1.6dB。一个尖锐的倒锥形硅波导，影响这些特性显着可以形成通过施加ArF浸没光刻的45 nm的节点，因此制造是兼容的大规模生产过程。
For input coupling from single-mode optical fibers to photoreceivers made with silicon photonics integrated circuits (Si-PICs), we constructed a polarization-insensitive optical surface coupler with a vertically curved silicon waveguide. The polarization insensitivity was attained by the equalization of the radiative transmission losses of TE and TM polarizations in the vertically curved waveguide (VCW) structure while keeping the straight structure of the spot-size converter (SSC) connected above the curved structure. Numerical simulations revealed that the radius of curvature of 6 μm or larger nearly enabled the equalization, and thus we developed a bending technology using ion implantation to realize simultaneously a VCW radius of curvature of 6 μm and a straight SSC of length 7 μm by varying the implantation angles. The bent silicon core was subsequently coated with SiO2 by plasma-enhanced chemical vapor deposition to function as a collimation lens. The coupling properties of the fabricated coupler and the single-mode fiber with a mode-field diameter of 5 μm exhibited a polarization dependence loss of less than 0.25 dB, a 1-dB bandwidth of 180 nm, and coupling losses of about 1.6 dB at 1550 nm wavelength. A sharp inversely tapered Si waveguide that affects these characteristics significantly can be formed by applying ArF-immersion lithography on the 45-nm-node and hence fabrication is compatible with mass production processes.
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使用 3D 弯曲硅波导耦合器在硅光子芯片上组装垂直光纤
DOI：
10.1364/ofc.2020.w1a.3
发表时间：
2020
期刊：
2020 Optical Fiber Communications Conference and Exhibition (OFC)
影响因子：
--
作者：
Y. Sakakibara;T. Kiriyama;T. Yoshida;Y. Atsumi;E. Omoda;K. Iwasaki;T. Kato
通讯作者：
T. Kato
影响因子：
1.5
作者：
Liu, Yongxun;Matsukawa, Takashi;Masahara, Meishoku
通讯作者：
Masahara, Meishoku
具有低损耗和平坦波长窗口的垂直弯曲硅波导耦合器
影响因子：
4.7
作者：
吉田 知也;面田 恵美子;渥美 裕樹;西 孝;田島 渉吾;三浦登;森 雅彦;榊原 陽一
通讯作者：
榊原 陽一
采用离子注入法垂直耦合的垂直弯曲波导制造
DOI：
--
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
--
作者：
T. Yoshida;R. Takei;S. Tajima;E. Omoda;N. Miura;M. Mori;Y. Sakakibara
通讯作者：
Y. Sakakibara
大象耦合器：垂直弯曲的硅波导，具有宽且平坦的波长窗口，对耦合角不敏感
DOI：
--
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
--
作者：
T. Yoshida;E. Omoda;Y. Atsumi;M. Mori;Y. Sakakibara
通讯作者：
Y. Sakakibara