基于边缘智能优化的高性能模式转换器逆设计

模式转换器是实现模分复用技术(MDM)的关键部件。基于伴随法对器件边缘进行智能优化,从而在绝缘体上硅(SOI)平台上设计了高性能TE0-TE1模式转换器。经仿真验证,在中心波长1550 nm处,模式转换效率达99.6%,消光比达31.2 dB,而损耗仅为0.01 dB。在1500~1600 nm带宽范围内,TE0-TE1的转换效率保持在96.6%以上,消光比保持在15.7 dB以上,而损耗保持在0.14 dB以下。当器件尺寸变化在±20 nm以内时,器件在1550 nm处的转换效率保持在97.2%以上,消光比保持在16.5 dB以上,插入损耗维持在0.12 dB以下。在片上设计了TE1模式的测试装置,并利用商业流片对转换器进行制备。实验结果表明,在60 nm的带宽范围内,TE0-TE1转换器的转换效率保持在90%以上,插入损耗维持在0.4 dB以下。因此,所提出的转换器具有高转换效率、宽带宽、低插入损耗和高制作容差等特点,为高性能片上模式转换器的高效设计提供了新思路。