随着大数据与云计算能力的指数级增长，超宽带光子系统的需求日益迫切。近日，课题组在绝缘体上硅平台偏振调控器件领域取得重要进展，验证了一种基于氮化硅-硅倾斜光栅波导的宽带紧凑型偏振分束器。通过引入倾斜光栅结构增强模式耦合，有效工程化色散特性和耦合系数，突破了传统光栅器件受限于占空比调谐范围的带宽瓶颈，同时显著提升了消光比与工艺容差。
器件耦合长度仅11.42 μm。在1550 nm波长下，TM模消光比可达31.96 dB，TE模消光比可达34.68 dB。在85nm带宽内，两种偏振态的消光比均保持在20 dB以上。
该研究所提出的宽带紧凑型偏振分束器，有效解决了传统器件带宽与尺寸相互制约的关键难题，其高性能和强工艺容差特性为片上光互连、激光雷达、外腔激光器以及量子信息处理等系统中的偏振复用技术提供了关键的器件基础。
研究成果以“Dispersion-Engineered Silicon and Silicon Nitride Tilted Nano-Gratings based Broadband Polarizing Beam Splitting”为题发表于光学期刊《Photonics Research》上。该项目获得了国家自然科学基金、国家重点研发计划、上海市科委基金的支持。
