Nano-scale Power Splitters by using Plasmonic Multimode Interference Couplers

Nano-scale power splitter based on Si plasmonic waveguides are designed by utilizing the multimode interference (MMI) coupler. Effective dielectric method and longitudinal modal transmission-line theory are used for simulating the light propagation and optimizing the structural parameters at 3-D guiding geometry. The designed $1{\times}2$ 50:50 MMI power splitter has a nano-scale size of only $800nm{\times}850nm$. In order to achieve a variable power splitting ratio, a $2{\times}2$ MMI coupler is designed and the corresponding power splitting ratio can be tuned in the range of 78.5%:15.5%~5.5%:86.6%. Also, it is shown that it has a large bandwidth of $1.5{\mu}m{\sim}1.7{\mu}m$. In this range, the transmission is over 0.8.

플라즈마 다중모드 간섭 결합기를 사용한 나노 크기의 전력분배기

Si 플라즈마 도파로에 기초한 나노 크기의 전력분배기가 다중모드 간섭 결합기의 특성을 이용하여 설계되었다. 유효 유전체 방법과 종방향 모드 전송 선로 해석법을 적용하여 3차원 전송구조의 전파특성과 최적의 설계변수를 분석하였다. 설계된 $1{\times}2$ 50:50 다중모드 간섭 전력분배기는 크기가 $800nm{\times}850nm$인 나노 크기로 설계가 가능하였다. 다양한 전력분배율을 갖는 전력분배기를 설계하기 위하여 $2{\times}2$ 다중모드 간섭 결합기가 설계되었다. 설계된 전력분배기는 78.5%:15.5%~5.5%:86.6%의 범위에서 분배율을 조절할 수 있도록 설계되었으며, $1.5{\mu}m{\sim}1.7{\mu}m$의 파장 대역에서 전송율이 0.8이상인 광대역 특성을 나타내었다.