Sub-1 dB loss and polarization-insensitive O-band edge coupler for standard single-mode fiber on a 300 mm silicon photonics platform

硅光子学 材料科学 光电子学 光子学 波导管 耦合损耗 氮化硅 光学 插入损耗 混合硅激光器 光子集成电路 光纤 带宽(计算) 联轴节(管道) 耦合模理论 光互连 功率分配器和定向耦合器 GSM演进的增强数据速率 单模光纤 消光比 光场 互连 绝热过程 模耦合 光通信 波分复用 波长 光开关
作者
Qingshuai Su,Xiao Hu,Fang Wei,Xu Wang,xiangyue Li,Hexi Han,Wei Chu,Haiwen Cai
出处
期刊:Optics Express [Optica Publishing Group]
卷期号:34 (2): 3138-3138
标识
DOI:10.1364/oe.583573
摘要

With the growing demand for data center interconnects and high-performance computing, silicon photonics has emerged as a key technology for next-generation optical communication and interconnect systems. However, efficient coupling between silicon photonic chips and standard single-mode fibers remains a critical challenge limiting large-scale deployment. In this work, we demonstrate a sub-decibel loss, polarization-insensitive O-band edge coupler fabricated on a 300 mm silicon photonics active platform with two-layer silicon nitrides. The edge coupler employs a cantilever-based structure with a structurally optimized silica waveguide facet, significantly improving mode field overlap and alignment tolerance with standard single-mode fibers. Direct coupling of the optical field into a single-mode silicon nitride waveguide achieves excellent performance, with TE/TM mode insertion losses below 0.87 dB/1.0 dB and a polarization-dependent loss (PDL) below 0.14 dB across the 1260-1360 nm wavelength range. Furthermore, efficient interlayer coupling enables adiabatic optical field conversion from the silicon nitride waveguide to a single-mode silicon waveguide, maintaining high performance over a 100 nm bandwidth with TE/TM mode coupling losses below 0.85 dB/1.2 dB and a PDL below 0.37 dB. The device also exhibits excellent alignment tolerances in all three dimensions (horizontal, vertical, and coupling gap). This research provides a scalable and cost-effective solution for realizing high-performance optical input/output interfaces on advanced silicon photonics platforms, paving the way for large-scale integration in high-density optical interconnects and computing systems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
pauder发布了新的文献求助10
刚刚
Lucas应助无奈的书琴采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
NexusExplorer应助段尚英采纳,获得10
2秒前
2秒前
3秒前
哎呀呀完成签到,获得积分10
3秒前
沉默傲薇完成签到,获得积分10
3秒前
稳重元菱发布了新的文献求助30
4秒前
NexusExplorer应助科研小白采纳,获得30
4秒前
苹果以云发布了新的文献求助10
4秒前
豆沙饭团发布了新的文献求助10
4秒前
outlander完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
难过丹寒发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
天天快乐应助zz采纳,获得10
6秒前
科研通AI6.2应助七七采纳,获得10
6秒前
义气鲂发布了新的文献求助10
6秒前
超级的丹琴完成签到,获得积分10
7秒前
木通完成签到,获得积分10
7秒前
顾矜应助结实的中道采纳,获得10
7秒前
王俊凯老婆完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
xing_xing应助Estella采纳,获得20
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
南华_陈完成签到,获得积分10
9秒前
chum555发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
DW应助ihiroa采纳,获得10
10秒前
10秒前
时肆万发布了新的文献求助10
10秒前
郭达斯给郭达斯的求助进行了留言
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Industrial Hydraulics Manual (7th edition) 800
Physiologic races of the downy mildew fungus on soybeans in North Carolina 800
Rosenblum, Global Change Biology 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7775167
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9317096
关于积分的说明 20354787
捐赠科研通 7361481
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3317913
关于科研通互助平台的介绍 2466137
邀请新用户注册赠送积分活动 2333218