Library of single-etch silicon nitride grating couplers for low-loss and fabrication-robust fiber-chip interconnection
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Silicon nitride (Si 3 N 4 ) waveguides become an appealing choice to realize complex photonic integrated circuits for applications in telecom/datacom transceivers, sensing, and quantum information sciences. However, compared to high-index-contrast silicon-on-insulator platform, the index difference between the Si 3 N 4 waveguide core and its claddings is more moderate, which adversely affects the development of vertical grating-coupled optical interfaces. Si 3 N 4 grating couplers suffer from the reduced strength, therefore it is more challenging to radiate all the waveguide power out of the grating within a beam size that is comparable to the mode field diameter of standard optical fibers. In this work, we present, by design and experiments, a library of low-loss and fabrication-tolerant surface grating couplers, operating at 1.55 μm wavelength range and standard SMF-28 fiber. Our designs are fabricated on 400 nm Si 3 N 4 platform using single-etch fabrication and foundry-compatible low-pressure chemical vapor deposition wafers. Experimentally, the peak coupling loss of − 4.4 dB and − 3.9 dB are measured for uniform couplers, while apodized grating couplers yield fiber-chip coupling loss of − 2.9 dB, without the use of bottom mirrors, additional overlays, and multi-layered grating arrangements. Beside the single-hero demonstrations, over 130 grating couplers were realized and tested, showing an excellent agreement with finite difference time domain designs and fabrication-robust performance. Demonstrated grating couplers are promising for Si 3 N 4 photonic chip prototyping by using standard optical fibers, leveraging low-cost and foundry-compatible fabrication technologies, essential for stable and reproducible large-volume device development.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Étiquettes directes de modèles (non validées)
Étiquettes de catégorie et de devis d'étude par modèle, issues des rondes d'étiquetage. C'est une sortie machine, non validée, et le désaccord entre modèles est livré comme donnée. Aucun devis ici n'est encore validé contre MEDLINE.
| Bras | Catégories | Devis d'étude | Confiance |
|---|---|---|---|
| gemma | aucune catégorie Domaine: non disponible · Genre: Empirique Porte sur le système de recherche canadien: non · Porte sur un sujet canadien: non | Expérimental (laboratoire) | low |
| gpt | aucune catégorie Domaine: non disponible · Genre: Empirique Porte sur le système de recherche canadien: non · Porte sur un sujet canadien: non | Expérimental (laboratoire) | high |
Prédiction distillée sur la base complète
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 |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| 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)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 validéeÉtiqueté directement par 2 modèles lisant le dossier complet.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».