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摘要
亚波长光栅可以被等效为均匀介质，具备可控的双折射、色散和各向异性等优势，有利于设计高性能的光子器件。尽管目前传统的亚波长光栅结构只需要单步刻蚀，然而通常需要100 nm及以下的制造分辨率，这对当前主流的晶圆级硅光子芯片制造技术来说比较困难。亚波长光栅的各向异性可以通过引入砖砌型拓扑结构来进一步设计，从而在设计中提供额外的自由度，同时还可以降低制造分辨率需求(>100 nm)。本文提出并研究了基于硅基砖砌型亚波长光栅的紧凑型TE0-TE1和TE0-TE2模式转换器，其中砖砌型亚波长光栅的最小特征尺寸为145 nm。实现了TE0模式到TE1模式和TE2模式的转换，转换区域长度分别为9.39 μm和11.27 μm。测试结果表明，在68 nm(1512～1580 nm，受限于激光器调谐范围和光栅耦合器)带宽内，插损和串扰分别小于2.5 dB和-10 dB。
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