定向耦合器是构成各类光子器件的基础元件.本文采用一种基于电场分量的全矢量有限元法,分析由梯形截面硅基水平多槽纳米线构成的定向耦合器.给出了准TE与准TM偶、奇模有效折射率、耦合长度及模场分布,揭示了其模式的混合特性及模场分布特点.分析结果表明,准TE模与准TM模的耦合长度随波导间距的增大均呈指数增长,其中准TE模的耦合长度对波导侧壁倾角的变化敏感,而准TM模的耦合长度对槽厚及槽折射率的变化敏感.恰当选择结构与材料参数,可实现两偏振态下相同耦合长度,定向耦合器在偏振无关条件下工作.
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