【摘 要】
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Here,we designed a broadband,low loss,compact,and fabrication-tolerant silicon-based four-mode edge coupler,com-posed of a 1 × 3 adiabatic mode-evolution counter-taper splitter and a triple-tip inverse taper.Based on mode conversion and power splitting,th
【机 构】
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State Key Laboratory of Functional Materials for Informatics,Shanghai Institute of Microsystem and I
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Here,we designed a broadband,low loss,compact,and fabrication-tolerant silicon-based four-mode edge coupler,com-posed of a 1 × 3 adiabatic mode-evolution counter-taper splitter and a triple-tip inverse taper.Based on mode conversion and power splitting,the proposed structure can simultaneously realize efficient mode coupling from TE0,TM0,TE1,and TM1 modes of multimode silicon waveguides to linearly polarized[LP],LP01,x,LP01,y,LP11a,x,and LP11a,y,modes in the few-mode fiber.To the best of our knowledge,we proposed the first scheme of four LP modes coupling,which is fully compatible with standard fabrication process.The 3D finite-difference time-domain simulation results show that the on-chip conversion losses of the four modes remain lower than 0.62 dB over the 200 nm wavelength range,and total coupling losses are 4.1 dB,5.1 dB,2.1 dB,and 2.9 dB for TE0-to-LP01,x,TM0-to-LP01,y,TE1-to-LP11a,x,and TM1-to-LP11a,y,respectively.Good fabrication tol-erance and relaxed critical dimensions make the four-mode edge coupler compatible with standard fabrication process of commercial silicon photonic foundries.
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