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Perfectly vertical surface grating couplers using subwavelength engineering for increased feature sizes

DOITrouver le DOI : https://doi.org/10.1364/OL.395292
AuteurRechercher : 1Identifiant ORCID : https://orcid.org/0000-0003-2151-2438; Rechercher : 2; Rechercher : 1Identifiant ORCID : https://orcid.org/0000-0002-3427-0186; Rechercher : 1Identifiant ORCID : https://orcid.org/0000-0003-4232-9130; Rechercher : 1; Rechercher : Identifiant ORCID : https://orcid.org/0000-0003-4782-0105; Rechercher : ; Rechercher : Identifiant ORCID : https://orcid.org/0000-0002-9201-4463; Rechercher : 1; Rechercher : 1; Rechercher : 1Identifiant ORCID : https://orcid.org/0000-0002-0490-5224
Affiliation
  1. Conseil national de recherches Canada. Électronique et photonique avancées
  2. Conseil national de recherches Canada. Technologies numériques
FormatTexte, Article
Sujetcoupling efficiency; diffraction gratings; effective medium theory; grating couplers; space division multiplexing; subwavelength gratings
Résumé
We present perfectly vertical grating couplers for the 220 nm silicon-on-insulator platform incorporating subwavelength metamaterials to increase the minimum feature sizes and achieve broadband low back-reflection. Our study reveals that devices with high coupling efficiencies are distributed over a wide region of the design space with varied back-reflections, while still maintaining minimum feature sizes larger than 100 nm and even 130 nm. Using 3D-finite-difference time-domain simulations, we demonstrate devices with broadband low back-reflection of less than −20dB over more than 100 nm bandwidth centered around the C-band. Coupling efficiencies of 72% and 67% are achieved for minimum feature sizes of 106 nm and 130 nm, respectively. These gratings are also more fabrication tolerant compared to similar designs not using metamaterials.
Date de publication
Maison d’éditionOSA
Dans
  • Optics Letters 45, nº 13 (29 juin 2020) : 3701–3704.
Langueanglais
Publications évaluées par des pairsOui
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Identificateur de l’enregistrement2e8e489d-0fb7-495b-80dd-6d1b2909ff18
Enregistrement créé2021-07-14
Enregistrement modifié2021-07-14

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Date de modification :