密集阵列波导光栅的偏振相关波长优化分析

作者：吴瑶; 郑煜^*; 何浩; 刘志杰; 段吉安

来源：中南大学学报(自然科学版), 2021, 52(12): 4296-4304.

DOI：10.11817/j.issn.1672-7207.2021.12.010

• 阵列波导光栅(AWG)
• 偏振相关波长(PDW)
• 热膨胀系数
• 热应力

对阵列波导光栅(AWG)器件的偏振相关波长(PDW)进行理论分析,研究PDW产生的机制以及优化方案。以石英基二氧化硅密集AWG作为研究对象,针对AWG中易于产生PDW的波导部位即与输入/输出平板波导连接处的波导间距在1～5μm范围内的阵列波导进行分析。利用有限元法分析上述连接处阵列波导的热应力分布,基于热应力仿真分析及相关理论分析,对这部分波导对应的包层进行掺杂以调节包层的热膨胀系数,从而减小波导正交方向的热应力差,达到优化PDW的目的;提出一种新工艺流程以实现AWG不同波导处包层的掺杂,使PDW优化得以实现。研究结果表明:对连接处陈列波导的包层掺入不同氧化物如P2O5和B2O3,在保证包层折射率不变的条件下,增加包层的热膨胀系数至2.42×10-6/℃,可将AWG的PDW优化至0.05 nm以下;结合新工艺可制备出低PDW的AWG器件,从而满足商业要求。

• 单位
  中南大学; 高性能复杂制造国家重点实验室