浦珺慧,施解龙,吴仁华,陈玺

(上海大学理学院,上海　200444)

基于量子绝热捷径技术的光波导分束器设计

浦珺慧,施解龙,吴仁华,陈玺

(上海大学理学院,上海200444)

用于加快量子绝热“慢”过程的量子绝热捷径技术,已广泛应用于原子、分子和光物理.基于耦合波导的量子光学类比,利用量子绝热捷径技术设计光学波导的耦合系数与传播常数,实现快速的光波导分束器件.通过数值模拟,并与共振耦合和绝热耦合波导进行比较.结果表明,量子绝热捷径技术所设计的光学波导分束器具有长度短、输出稳定性高的优势.

集成光学；耦合波导；量子绝热捷径；光分束器

随着集成光学的发展,耦合波导在光通信中有着重要和广泛的应用,例如设计光定向耦合器、光开关、光调制器和光分束器等.特别地,光分束器作为重要的光通信器件,因其能将光能量、偏振等区分后分配到多个波导中从而实现一路到多路或多路到一路的光传输,而受到了极大的关注[1-2].理想的光分束器应具有低损耗、体积小、高带宽等优点.常见的能量分配型光分束器的设计结构有光纤拉锥型、Y分叉型和MMI型[3-5].

目前,共振耦合是实现波导耦合的一种简易的方式.采用该方式,波导间距不变,能量输出呈周期性变化,只有当波导长度满足特定值时,才能获取完美的能量输出.共振耦合波导对于波导参数和入射光波长等的变化较为敏感.于是,人们提出了绝热耦合波导耦合器.当满足……