Sub-decibel silicon grating couplers based on L-shaped waveguides and engineered subwavelength metamaterials
Notice bibliographique
Résumé
The availability of low-loss optical interfaces to couple light between standard optical fibers and high-index-contrast silicon waveguides is essential for the development of chip-integrated nanophotonics. Input and output couplers based on diffraction gratings are attractive coupling solutions. Advanced grating coupler designs, with Bragg or metal mirror underneath, low- and high-index overlays, and multi-level or multi-layer layouts, have proven less useful due to customized or complex fabrication, however. In this work, we propose a rather simpler in design of efficient off-chip fiber couplers that provide a simulated efficiency up to 95% (-0.25 dB) at a wavelength of 1.55 µm. These grating couplers are formed with an L-shaped waveguide profile and synthesized subwavelength grating metamaterials. This concept jointly provides sufficient degrees of freedom to simultaneously control the grating directionality and out-radiated field profile of the grating mode. The proposed chip-to-fiber couplers promote robust sub-decibel coupling of light, yet contain device dimensions (> 120 nm) compatible with standard lithographic technologies presently available in silicon nanophotonic foundries. Fabrication imperfections are also investigated. Dimensional offsets of ± 15 nm in shallow-etch depth and ± 10 nm in linewidth's and mask misalignments are tolerated for a 1-dB loss penalty. The proposed concept is meant to be universal, which is an essential prerequisite for developing reliable and low-cost optical couplers. We foresee that the work on L-shaped grating couplers with sub-decibel coupling efficiencies could also be a valuable direction for silicon chip interfacing in integrated nanophotonics.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
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| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».