MMI делитель

MMI (multimode interference) — делитель на основе многомодовой интерференции Многомодовый интерференционный делитель — является пассивным оптическим элементом, предназначенным для деления оптической мощности.

Работа оптических MMI-устройств основана на принципе самоконфигурации, который можно заявить следующим образом: самоконфигурация является свойством многомодовых волноводов, с помощью которых профиль входного поля воспроизводится в виде одного или нескольких максимумов излучения с периодическими интервалами вдоль направления распространения. MMI обеспечивают превосходную производительность, превосходную стойкость к поляризации и колебаниям длины волны, а также сниженные требования к изготовлению по сравнению с альтернативами, такими как направленные разветвители, X — или Y-разветвители дифракционные звездообразные ответвители. Превосходные свойства и простота изготовления MMI привели к их быстрому включению в более сложные системы, такие как сети фазового разнесения, коммутаторы и модуляторы Маха-Зандера, сбалансированные когерентные приемники и кольцевые лазеры.

Применение

MMI структуры нашли широкое применение в качестве ответвителей, разветвителей, делителей различных конфигураций, сумматоров, коммутаторов, мультиплексоров, интерферометра Маха-Зандера, пассивного фазовращателя, отражателя. Так же устройства MMI могут быть использованы в качестве переключателя путем изменения длины волны.

В основном применяются в качестве делителя мощности по каналам.

Характеристики

Характеристики каналов MMI

MMI состоит из набора входных каналов, которые характеризуются длиной L_In1, начальной шириной Win1 и конечной шириной Win2.

Входной канал соединён с многомодовой областью, длиной L_MMI и шириной W_MMI

Принцип работы

Излучение, зайдя в многомодовую область свободно распространяется. в некоторых областях образуются пучки максимумов интерференции. Соответственно, рассчитав ширину многомодовой области, можно разделить излучение на несколько каналов.

MMI делитель

В процессе распространения излучения через многомодовую область происходит последовательное перетекание в область излучения из фундаментальной моды в моды высшего порядка. Число поддерживаемых мод определяется шириной многомодовой области. Интеграция внутри многомодовой области характеризуется длиной связи L_c.

$L_{c}={\lambda \over n_{eff0}-n_{eff1}}$

Характеризует такую длину L_MMI, при которой происходит перекачка мощности из фундаментальной моды в моды высшего порядка и обратно в фундаментальную

Преимущества

MMI делитель n-входных и m-выходных каналов

1. Компактность
2. Высокая устойчивость к ошибкам техпроцесса
3. Возможность реализации nxm деления, где n — число входных каналов, m — число выходных каналов

Литература

1. G.Singh, R.P.Yadav, and V.Janyani. Multimode Interference (MMI) coupler based All Optical Switch: Design, Applications & Performance Analysis // Department of Electronics & Communication Engineering Malaviya National Institute of Technology Jaipur-India.