新型波導器元件：消光比提高到40分貝，極化串擾減少了30倍

圖為三重波導偏振分束器的掃描電子顯微照片（右）和兩個偏振分量（TE / TM）的強度。（圖片來源：A * STAR）

一項將第三個彎曲波導納入硅基分光器的計劃使A * STAR研究人員開發出一種能夠將分光效率提高30倍的器件（「高消光率的寬頻硅偏振分束器使用三重波導定向耦合器」 ）。 這種全新的分光器標誌著在改進高性能數據傳輸系統以及量子計算領域的應用取得了重大突破。

在微尺度設備中操縱光線是支持通信和量子計算等下一代技術的高速光學電路的基礎支柱。光是快速且低功率的，並且可以被編碼以便於各種方式傳輸數據。

正如美國高性能計算研究所（IHPC）的Thomas Ang所解釋的那樣，為了使這些操作變得可靠和有效，光需要儘可能「純凈」—不僅僅是在一個特定波長的範圍內，還包括一個統一偏振方向。

「光是由兩個偏振分量組成的，」Ang說。「偏振光束分裂器被用於將一個混合偏振光束分割成兩個偏振通道。」

當分裂不完整時，兩個通道可以包含相對小比例的相反極化，這種效應被稱為極化串擾。「具有低串擾的偏振分束器對於高速光學互連應用中的信號高保真度非常重要，」Ang的合作夥伴Jun Rong Ong表示。「目前的技術被限制在一個叫做「消光率」的串擾水平上，大約為25分貝，這足以影響高速數據傳輸。」

偏振分束器（PBS）領域發展良好，並且已經有許多研究人員嘗試將這種基於硅的器件中的25分貝極限作為製造的工業標準。 Ang，Ong和他們的同事集思廣益，提出了挑戰這一極限的方法，並提出了添加第三個波導管 - 本質上是晶元上的路由光的一個通道或路徑 - 當現狀決定不超過2個時。

「我們對用於彎曲和路由光線的波導很感興趣，並在我們的團隊內進行頭腦風暴後對我們的新設計進行了概念化，」Ang說。「我們使用計算機模擬測試了我們的假設，並且很高興發現該設備的性能優於最佳的公布結果。」

該團隊與新加坡科技與設計大學（ the Singapore University of Technology and Design）的研究人員合作，製造了三種波導器件（見圖），並證實了其消光率提高到了40分貝，這意味著極化串擾進一步降低30倍。

「我們還希望通過優化設計來進一步改進波導器的性能。」Ong說。

文章來源於nanowerk網站，由材料新聞在線團隊編譯，原文題目：Light, finely sliced。

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