宽带消波长波导耦合器的统计优化设计与性能验证

本文着重讨论了宽带消波长依存波导耦合器的统计优化设计方法。该研究针对的是光纤通信领域中的关键组件，随着互联网的快速发展，对高效、宽频的光信号处理技术的需求日益增长。作者陈抱雪、袁一方和矶守提出了一种创新的设计策略，旨在优化Si基SiO2光波导在1280nm至1650nm的宽频带内的性能。 传统的波导耦合器设计可能受波长依赖性影响，导致在不同波长下性能不一致。通过统计优化设计，研究人员能够克服这一限制，确保在宽广的波长范围内保持稳定的功率耦合比和低偏振变动。具体来说，他们设计了两种消波长依赖的波导耦合器，一种用于50%功率耦合比，另一种用于20%功率耦合比，都达到了高精度的目标：50%±2.1%和20%±1.4%，同时保持了极小的偏振变动，分别是小于0.65%和0.20%。 这种设计方法借助了三维波束传播法（BPM）进行模拟验证，这种方法是一种数值模拟工具，可以精确模拟光波在波导中的传播行为，从而评估耦合器的实际性能。通过这种方法，设计者能够精细调整波导结构，确保其在全波段内的性能一致性，这对于实现大规模光纤通信系统中的高效数据传输至关重要。 此外，文章还提到了两个关键的光波导窗口——1310nm和1550nm，以及新开发的中心波长在1480nm和1625nm的额外窗口，这些拓宽了通信系统的可用带宽。宽带消波长依存波导耦合器的设计成果对于满足未来超高速大容量光纤通信的需求具有重要意义。 这篇论文的核心贡献在于提供了一种统计优化设计方法，能够提升宽带消波长依赖波导耦合器的性能，对于推动光纤通信技术的发展，尤其是在光纤到户网络的部署和主干网的高速传输中，具有显著的价值。关键词包括消波长依赖波导耦合器、统计优化设计、光波导、宽带功率耦合器等，这些都是本文研究的焦点所在。