Интегральный направленный ответвитель в качестве узкополосного фильтра для длины волны 1,5 мкм

Abstract

Разработан интегральный узкополосный фильтр для длины волны 1,5 мкм, состоящий из канального волновода на одномерной решетке Брэгга, связанного со стандартным оптическим волноводом. Профиль распределения показателя преломления в волноводе на одномерной решетке Брэгга, а также его параметры выбраны таким образом, чтобы достичь равенства эффективного показателя преломления neff=1,48–1,5 на длине волны ~1,5-1,55 мкм. Значение величины neff соответствует дисперсионным свойствам стандартного оптического волновода. Ширина канала составляет 1,5 мкм, что обеспечивает существование мод только низшего порядка. В качестве второго канала направленного ответвителя выбран стандартный волновод с параметрами: ncw=1,86 — показатель преломления и b=0,42 мкм — толщина волноводного слоя, что позволяет иметь одномодовый режим в области длины волны 1,5 мкм. Проведено моделирование дисперсионных свойств фильтра на основе канального волновода на одномерной решетке Брэгга при использовании векторного формализма метода сшивания. Для расчета его рабочих характеристик применена теория "супермод". Показано, что вследствие существенного различия в ходе дисперсионных характеристик двух каналов направленного ответвителя согласование фазовых скоростей мод обеспечивается только в области λ∼1,5 мкм. Это позволяет иметь высоко селективные свойства для мод ТЕ поляризации в предлагаемом фильтре. Рассчитаны спектры пропускания направленного ответвителя с различными параметрами. Показана возможность достижения значения ширины полосы пропускания порядка субнанометров при общей длине структуры ~1 мм, что подтверждено экспериментально.