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高效率高紧凑性垂直硅基光栅耦合器研究
1
作者
段宁
李聪聪
+4 位作者
袁征难
师晨曦
马丁琪
曹鹏飞
闫格
《光子学报》
北大核心
2025年第1期1-9,共9页
聚焦于硅基光电子芯片光学接口的设计,以实现高耦合效率、低制造成本和高集成度的目标。采用形状优化逆向设计算法,结合动态参数更新机制,利用参数化剖面和加噪处理,快速生成初始设计方案。通过降余弦衰减策略调节参数更新率,加快光栅...
聚焦于硅基光电子芯片光学接口的设计,以实现高耦合效率、低制造成本和高集成度的目标。采用形状优化逆向设计算法,结合动态参数更新机制,利用参数化剖面和加噪处理,快速生成初始设计方案。通过降余弦衰减策略调节参数更新率,加快光栅耦合器优化收敛过程,有效降低计算成本并提高设计效率。设计出无需额外材料层的紧凑型光栅耦合器。光栅区长度为18μm,在100 nm线宽条件下,在1550 nm波长下实现了-0.85 dB的单端口仿真耦合效率和28 nm的3 dB带宽。在10 nm刻蚀深度制备误差的情况下,实验单端口峰值耦合效率达到了-3.62 dB。对比于近期报道的光栅耦合器,在无需额外材料层的情况下,实现了220 nm硅层厚度的SOI平台上目前所知最高的耦合效率。此研究开发出一种高效率、低成本,兼具紧凑结构的光学接口,可为实现硅光芯片间的互联提供有效的解决方案。
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关键词
集成光学
硅基光栅耦合器
形状优化逆向设计
光学接口
设计
动态参数更新
逆向
设计
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职称材料
题名
高效率高紧凑性垂直硅基光栅耦合器研究
1
作者
段宁
李聪聪
袁征难
师晨曦
马丁琪
曹鹏飞
闫格
机构
兰州大学信息科学与工程学院
兰州空间技术物理研究所
兰州真空设备有限责任公司
出处
《光子学报》
北大核心
2025年第1期1-9,共9页
基金
甘肃省自然科学基金(Nos.20JR10RA614,22YF7GA182)
国家自然科学基金(No.61804071)
+2 种基金
中国科学院时间频率基准重点实验室开放基金
甘肃省产学研支持计划项目(No.2022CYZC-072022)
兰州市城关区科技计划项目(No.2021RCCX0031)。
文摘
聚焦于硅基光电子芯片光学接口的设计,以实现高耦合效率、低制造成本和高集成度的目标。采用形状优化逆向设计算法,结合动态参数更新机制,利用参数化剖面和加噪处理,快速生成初始设计方案。通过降余弦衰减策略调节参数更新率,加快光栅耦合器优化收敛过程,有效降低计算成本并提高设计效率。设计出无需额外材料层的紧凑型光栅耦合器。光栅区长度为18μm,在100 nm线宽条件下,在1550 nm波长下实现了-0.85 dB的单端口仿真耦合效率和28 nm的3 dB带宽。在10 nm刻蚀深度制备误差的情况下,实验单端口峰值耦合效率达到了-3.62 dB。对比于近期报道的光栅耦合器,在无需额外材料层的情况下,实现了220 nm硅层厚度的SOI平台上目前所知最高的耦合效率。此研究开发出一种高效率、低成本,兼具紧凑结构的光学接口,可为实现硅光芯片间的互联提供有效的解决方案。
关键词
集成光学
硅基光栅耦合器
形状优化逆向设计
光学接口
设计
动态参数更新
逆向
设计
Keywords
Integrated optics
Silicon-based grating coupler
Shape optimization inverse design
Optical interface design
Dynamic parameter update
Inverse design
分类号
TN256 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高效率高紧凑性垂直硅基光栅耦合器研究
段宁
李聪聪
袁征难
师晨曦
马丁琪
曹鹏飞
闫格
《光子学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
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