Extrem kleiner Polarisationsteilersplitter, basierend auf einem Mehrmoden-Interferenzkoppler mit einem hybriden plasmonischen Silizium-Wellenleiter

Ein neuartiger Polarisationsteilersplitter (PBS) mit einer extrem kleinen Grundfläche wird vorgeschlagen, basierend auf einem Mehrmoden-Interferenz (MMI) Koppler mit einem hybriden plasmonischen Silizium-Wellenleiter. Der MMI-Bereich, der teilweise mit einem Metallstreifen abgedeckt ist, ist so gestaltet, dass er eine Spiegelbildwirkung für TE-Polarisation erzielt. Auf der anderen Seite tritt für TM-Polarisation nahezu kein MMI-Effekt auf, da die höheren TM-Moden aufgrund des hybriden plasmonischen Effekts kaum angeregt werden. Mit diesem Design hat der gesamte PBS, einschließlich des 1,1 μm langen MMI-Bereichs sowie des Ausgangsbereichs, eine Grundfläche von nur ∼1,8 μm×2,5 μm. Zudem ist der Herstellungsprozess einfach, da die Wellenleiterm dimension relativ groß sind (z. B. die Breiten der Eingangs-/Ausgangswellenleiter w ≥300 nm und die MMI-Breite w(MMI)=800 nm). Numerische Simulationen zeigen, dass der entworfene PBS ein breites Band von ∼80 nm für ein ER >10 dB sowie eine große Fertigungstoleranz aufweist, um eine Siliziumkernbreitenvariation von -30 nm<Δw<50 nm und eine Metallstreifenbreitenvariation von -200 nm<Δw(m)<0 zuzulassen.