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Accès ouvert déclaré 2026 preprint

Profile-engineered composite long-period gratings for scalable broadband on-chip higher-order mode conversion

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Le résumé fourni par la source

We present a scalable higher-order mode-conversion scheme based on profile-engineered composite long-period gratings (PE-CLPGs). By tailoring the transverse refractive-index perturbation profile according to the symmetry and field distribution of the interacting modes, mode-selective coupling is achieved within a unified design framework. Combined with a tapered waveguide, the proposed structure provides efficient modal overlap and broadband phase matching, enabling broadband higher-order mode conversion. As proof-of-concept demonstrations, TM0-to-TM2, TM0-to-TM4, and TM0-to-TM6 mode converters were designed, fabricated, and experimentally characterized. The fabricated devices maintain insertion losses below 1.7 dB and crosstalk below −15 dB over operating bandwidths exceeding 100 nm. Numerical results further show that the proposed framework can be extended to odd-order mode conversion, non-fundamental-input mode conversion, and TE-polarized higher-order mode conversion, demonstrating its applicability to a broad range of mode-conversion scenarios. In particular, 1-dB bandwidths of 235 nm and 250 nm are achieved for TM0-to-TM3 and TM1-to-TM3 conversion, respectively, while TE0-to-TM3 and TE0-to-TM4 converters exhibit 1-dB bandwidths of 320 nm and 260 nm. The results demonstrate that the proposed PE-CLPG framework is not restricted to a specific mode pair, mode order, or polarization state, providing a scalable and fabrication-friendly approach for broadband higher-order mode manipulation in multimode silicon photonic circuits.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Profile-engineered composite long-period gratings for scalable broadband on-chip higher-order mode conversion
Date Crossref
24/08/2026
Éditeur
Optica Publishing Group
Type
posted-content

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les sujets associés

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