提高Triplexer Monitor性能的非对称锥形波导耦合器设计

本文主要探讨了一种用于Triplexer Monitor的波长不敏感耦合器的设计与优化。Triplexer是一种多路复用技术，通常应用于光纤通信系统中，用于同时传输三个不同波长的光信号。Monitor功能是确保信号质量并进行监控，这对于高性能的光网络至关重要。 作者付明磊、费霞、刘玉玲和乐孜纯来自浙江工业大学理学院，他们针对现有的Triplexer Monitor的光信号采样性能和集成度提升需求，提出了一个创新的解决方案。这种耦合器采用了非对称锥形波导结构，这是一种硅氧化物(SiO2)覆盖在硅基底的光波导设计。中心的锥形部分作为耦合区，负责光的高效传输和转换，而S型弯曲波导则用于信号的输入和输出，确保了良好的方向性和效率。 研究者运用传输矩阵法分析了耦合光功率的归一化特性，通过将耦合区分为非对称矩形波导和对称矩形波导进行模型简化。结果显示，当中心非对称矩形波导的宽度设定为5.50微米和3.35微米时，对于1300纳米至1600纳米的宽波长范围，该耦合器可以实现4%至8%的归一化耦合光功率，表现出良好的波长不敏感性。 更令人印象深刻的是，当输入光波长分别处于1310纳米、1490纳米和1550纳米时，耦合器在输出端的分光比表现稳定，分别为92:8、96:4和93:7，这表明其在不同常用波长下具有良好的色散补偿能力。此外，TE模式和TM模式的分光比变化保持在5%以内，保证了极高的光路稳定性。 这种设计的波长不敏感耦合器因其小型化、高可靠性和适配于PLC（Polarization-maintaining Lightwave Circuit）型Triplexer的单片集成特性，具有显著的优势。它能够有效提升通信系统的性能，降低复杂性，对于光网络的未来发展具有重要的理论和实践价值。该研究成果发表在2012年11月的《光电工程》杂志上，被赋予了文章编号1003-501X(2012)11-0124-06，符合文献标志码Ad，表明其学术性和科学性得到了认可。