Vertically bent silicon waveguide for high-efficiency optical fiber coupling
Vertically bent silicon waveguide for high-efficiency optical fiber coupling
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用于高效光纤耦合的垂直弯曲硅波导
DOI：
10.1117/12.2314742
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Tomoya Yoshida
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Y. Sakakibara;Y. Atsumi;E. Omoda;Tomoya Yoshida
在硅光子学中，光纤与硅光子芯片之间的光耦合仍然是一个有待改进的大问题。最近，我们开发了一种新型表面耦合器，由使用离子注入作为弯曲方法的垂直弯曲硅波导组成。通过该弯曲方法，能够将硅波导端子弯曲到垂直面方向，曲率半径小至数μm，并且能够将光的传播方向弯曲到具有宽带波长特性的面方向。在我们的初步研究中，为了有效地将传播的光与光纤耦合，我们将波导终端的尖端从 440 nm 逐渐缩小到约 200 nm，以扩大模场，并在光束直径为 2 μm 的透镜光纤的 TE 偏振模式下获得约 2 dB 的耦合损耗。我们现在正在开发适用于 5 μm 模场直径光纤的高耦合效率耦合器。 HNA 光纤可以获得这样的模场直径，并且位置对准精度可以降低到微米级。此外，HNA 光纤可以熔接至标准单模光纤。使用 3D-FDTD 模拟，我们已经证明，如果弯曲波导的尖端逐渐变窄至 50 nm 并覆盖有透镜状 SiO2 圆顶，则可以实现 <1dB 耦合。在实践中，这种结构可以成功制造，并且在我们的初步实验中已经证明了与 5 μm 模场直径透镜光纤的 5 dB 耦合
In silicon photonics, optical coupling between optical fibers and silicon photonics chips still remains a big issue to be improved. Recently we have developed a new surface coupler consisting of a vertically-bent silicon waveguide using ion implantation as a bending method. This bending method enabled bending of silicon waveguide terminals to the vertical surface direction with curvature radii as small as several μm and bending of propagation direction of light to the surface direction with broadband wavelength property. In our initial studies, to couple the propagated light with optical fibers efficiently, we taper-narrowed the tips of the waveguide terminals from 440 nm to ~200 nm to expand the mode field and obtained a coupling loss of ~2 dB in TE-polarization mode for a lensed fiber with a beam diameter of 2 μm. We are now developing couplers with high coupling efficiencies for 5 μm mode field diameter fibers. Such mode field diameters are available by HNA fibers and position alignment accuracy can be mitigated to a micron level. In addition, HNA fibers can be fusion-spliced to standard single mode fibers. Using 3D-FDTD simulation we have demonstrated that <1dB coupling is possible if the tip of the bent waveguide is taper-narrowed to 50 nm and covered with a lens-shaped SiO2 dome. In practice, such a structure could be fabricated successfully and 5 dB coupling with a 5 μm mode field diameter lensed fiber has been demonstrated in our initial experiment
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
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