硅基片上混合解复用器：模式与粗波分复用技术

"这篇研究论文探讨了一种片上混合解复用器的设计，该解复用器用于模式和粗波分复用。论文提出了一种基于硅-on-绝缘体（SOI）纳米线和光子晶体（PhC）薄板的混合解复用器方案，旨在解决传统解复用器中的串扰问题并提高光通信效率。通过在光子晶体薄板上设计V形波导-腔-波导滤波器，利用共振模式的耦合来抑制与纳米线连接时产生的交叉干扰。接下来，通过级联和优化这些滤波器，构建了一个粗波分复用解复用器。最后，通过将粗波分复用器与SOI纳米线上的模式复用器相结合，形成了混合解复用器。论文使用三维有限差分时间域（3D-FDTD）方法计算了混合解复用器的参数，并得出了数值结果。" 本文是关于光通信领域的技术研究，具体涉及到了光子学器件的设计和应用。在光通信系统中，解复用器是一种关键组件，它能够将承载多路信息的光信号分离成不同的模式或波长，以便进行独立处理。作者提出的混合解复用器结合了模式复用和粗波分复用两种技术，以提高光信号处理的效率和系统的集成度。 首先，论文介绍了一种基于光子晶体薄板的V形波导-腔-波导滤波器，这种结构可以有效地抑制由纳米线连接引起的交叉串扰。V形波导设计可以实现模式的选择性耦合，而腔体则提供了对特定波长的共振响应，从而实现对光信号的精确筛选。 接下来，通过级联多个这样的滤波器，可以构建一个粗波分复用解复用器。级联使得系统能够处理更宽的波长范围，同时保持良好的隔离性能，减少不同波长间的干扰。 最后，将这个粗波分复用解复用器与SOI纳米线上的模式复用器结合，创建了一个混合解复用器。SOI纳米线因其良好的模式控制能力而被广泛用于模式复用，可以有效地分离不同模式的光信号。这种混合设计充分利用了两种技术的优势，实现了对模式和波长的高效解复用。 为了验证设计的可行性，研究者使用了3D-FDTD方法进行了参数计算和仿真，这是一种常用的光子学器件分析工具，可以精确模拟光在复杂结构中的传播行为。通过这种方法，可以优化解复用器的性能，包括带宽、插入损耗和串扰等关键指标。 这项研究为光通信领域提供了一种新型的混合解复用器设计，有望提高光网络的容量和灵活性，对于未来高速、大容量的光通信系统具有重要的理论和实际意义。