基于高密度光柵的三通道分束器研究.pdf

1、功率分束器是一種重要的光學(xué)器件，廣泛應(yīng)用于各種光學(xué)系統(tǒng)中。功率分束器是指能夠?qū)⑷肷涔饽芰科骄峙涞捷敵龇较虻墓鈱W(xué)器件。能夠?qū)⑷肷涔獾哪芰科骄峙涞饺齻€(gè)輸出方向的功率分束器稱為三通道分束器，可分為透射式和反射式兩類。硅基材料是一種良好的高密度光學(xué)材料，隨著現(xiàn)代微納米蝕刻技術(shù)的不斷發(fā)展，人們可以制作高密度硅基光柵分束器以實(shí)現(xiàn)低損耗、良好的功率分束效果。
　　基于硅基材料的單層介質(zhì)透射式三通道光柵分束器在2008年被首次設(shè)計(jì)并提出。光柵

2、分束器的結(jié)構(gòu)參數(shù)通過嚴(yán)格耦合波分析方法優(yōu)化之后取得了高效的透射效率和良好的分束效果。通過改變?cè)械墓鈻欧质鹘Y(jié)構(gòu)進(jìn)而設(shè)計(jì)多種新型高密度光柵分束器成為新的光柵研究方向。本文重點(diǎn)研究了以下五種結(jié)構(gòu)的偏振無關(guān)三通道光柵功率分束器:
　　(1)基于單層介質(zhì)透射式三通道光柵分束器，本文設(shè)計(jì)了一種封裝型單層介質(zhì)透射式三通道光柵分束器。在入射光為800nm，垂直入射條件下，TE偏振光的0級(jí)和±1級(jí)透射效率分別為:32.29％、32.54％、32

3、.54％;TM偏振光的透射效率分別為:32.28％、33.08％、33.08％。此時(shí)，深寬比僅為1.72,遠(yuǎn)低于原有的4.85。
　　(2)基于單層介質(zhì)透射式三通道光柵分束器，本文設(shè)計(jì)了一種單層介質(zhì)反射式三通道光柵分束器。在入射光為1550nm，垂直入射條件下，TE偏振光的0級(jí)和±1級(jí)反射效率分別為:32.37％、32.28％、32.28％;TM偏振光的反射效率分別為:32.30％、32.35％、32.35％。
　　(3)基

4、于單層介質(zhì)反射式三通道光柵分束器，本文設(shè)計(jì)了一種封裝型單層介質(zhì)反射式三通道光柵分束器。在入射光為1550nm，垂直入射條件下，TE偏振光的0級(jí)和±1級(jí)反射效率分別為:32.79％、32.36％、32.36％;TM偏振光的反射效率分別為:32.52％、32.18％、32.18％。
　　(4)基于封裝型單層介質(zhì)透射式三通道光柵分束器，本文設(shè)計(jì)一種封裝型雙層介質(zhì)透射式三通道光柵分束器。在入射光為800nm，垂直入射條件下，TE偏振光的0

5、級(jí)和±1級(jí)透射效率分別為:32.93％、32.42％、32.42％;TM偏振光的透射效率分別為:32.81％、33.09％、33.09％。占空比范圍為0.492-0.520內(nèi)均能取得高效的透射效率。
　　(5)基于單層介質(zhì)反射式三通道光柵分束器，本文設(shè)計(jì)了一款雙層介質(zhì)反射式三通道光柵分束器。在入射光為1550nm，垂直入射條件下，TE偏振光的0級(jí)和±1級(jí)反射效率分別為:31.08％、31.03％、31.03％;TM偏振光的反射效率