Abstract

A tunable polarization diversity silicon waveguide based optical filter was demonstrated. With the polarization diversity scheme, less than 0.5dB polarization dependent loss of the silicon optical filter was achieved in the wavelength range from 1525nm to 1600nm. The insertion loss of the whole polarization diversity circuits is 6.3dB. The extinction ratio of the optical filter is more than 27dB.

© 2011 OSA

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. M. A. Popović, T. Barwicz, M. S. Dahlem, F. Gan, C. W. Holzwarth, P. T. Rakich, M. R. Watts, H. I. Smith, F. X. Kärtner, and E. P. Ippen, “Hitless-reconfigurable and bandwidth-scalable silicon photonic circuits for telecom and interconnect applications,” in Proceedings of OFC/NFOEC (2008), pp. 1–3.
  2. Y. A. Vlasov, F. Xia, S. Assefa, and W. Green, “Silicon micro-resonators for on-chip optical networks,” in Proceedings of CLEO/QELS (2008), pp. 1–2.
  3. S. Nakamura, C. Tao, M. Ishizaka, M. Tokushima, Y. Urino, M. Sakauchi, I. Nishioka, and K. Fukuchi, “Ultra-small one-chip color-less multiplexer/ demultiplexer using silicon photonic circuit,” in Proceedings of ECOC (2008), pp. 175–176.
  4. H. Fukuda, K. Yamada, T. Tsuchizawa, T. Watanabe, H. Shinojima, and S. Itabashi, “Ultrasmall polarization splitter based on silicon wire waveguides,” Opt. Express 14(25), 12401–12408 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. H. Fukuda, K. Yamada, T. Tsuchizawa, T. Watanabe, H. Shinojima, and S. Itabashi, “Polarization rotator based on silicon wire waveguides,” Opt. Express 16(4), 2628–2635 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. M. R. Watts, H. A. Haus, and E. P. Ippen, “Integrated mode-evolution-based polarization splitter,” Opt. Lett. 30(9), 967–969 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. M. R. Watts and H. A. Haus, “Integrated mode-evolution-based polarization rotators,” Opt. Lett. 30(2), 138–140 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. M. R. Watts, M. Qi, T. Barwicz, L. Socci, P. T. Rakich, E. P. Ippen, H. I. Smith, and H. A. Haus, “Towards integrated polarization diversity: design, fabrication, and characterization of integrated polarization splitters and rotators,” in Optical Fiber Communications Conference Postdeadline Papers, Part 5, Vol. 5, (2005).
  9. T. Barwicz, M. R. Watts, M. A. Popović, P. T. Rakich, L. Socci, F. X. Kärtner, E. P. Ippen, and H. I. Smith, “Polarization-transparent microphotonic devices in the strong confinement limit,” Nat. Photonics 1(1), 57–60 (2007).
    [CrossRef]
  10. M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
    [CrossRef]
  11. H. Fukuda, K. Yamada, T. Tsuchizawa, T. Watanabe, H. Shinojima, and S. Itabashi, “Silicon photonic circuit with polarization diversity,” Opt. Express 16(7), 4872–4880 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. J. Zhang, T. Y. Liow, M. Yu, G. Q. Lo, and D. L. Kwong, “Silicon waveguide based TE mode converter,” Opt. Express 18(24), 25264–25270 (2010).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. Z. Wang and D. Dai, “Ultrasmall Si-nanowire-based polarization rotator,” J. Opt. Soc. Am. B 25(5), 747–753 (2008).
    [CrossRef]

2010

2008

2007

T. Barwicz, M. R. Watts, M. A. Popović, P. T. Rakich, L. Socci, F. X. Kärtner, E. P. Ippen, and H. I. Smith, “Polarization-transparent microphotonic devices in the strong confinement limit,” Nat. Photonics 1(1), 57–60 (2007).
[CrossRef]

2006

2005

Barwicz, T.

T. Barwicz, M. R. Watts, M. A. Popović, P. T. Rakich, L. Socci, F. X. Kärtner, E. P. Ippen, and H. I. Smith, “Polarization-transparent microphotonic devices in the strong confinement limit,” Nat. Photonics 1(1), 57–60 (2007).
[CrossRef]

Bolla, L.

M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
[CrossRef]

Cabas, A.

M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
[CrossRef]

Chacon, D.

M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
[CrossRef]

Corsini, R.

M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
[CrossRef]

Dai, D.

Di Muri, M.

M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
[CrossRef]

Doneda, S.

M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
[CrossRef]

Fukuda, H.

Galli, P.

M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
[CrossRef]

Gentili, M.

M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
[CrossRef]

Ghidini, S.

M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
[CrossRef]

Giacometti, F.

M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
[CrossRef]

Grasso, G.

M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
[CrossRef]

Haus, H. A.

Ippen, E. P.

T. Barwicz, M. R. Watts, M. A. Popović, P. T. Rakich, L. Socci, F. X. Kärtner, E. P. Ippen, and H. I. Smith, “Polarization-transparent microphotonic devices in the strong confinement limit,” Nat. Photonics 1(1), 57–60 (2007).
[CrossRef]

M. R. Watts, H. A. Haus, and E. P. Ippen, “Integrated mode-evolution-based polarization splitter,” Opt. Lett. 30(9), 967–969 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Itabashi, S.

Kärtner, F. X.

T. Barwicz, M. R. Watts, M. A. Popović, P. T. Rakich, L. Socci, F. X. Kärtner, E. P. Ippen, and H. I. Smith, “Polarization-transparent microphotonic devices in the strong confinement limit,” Nat. Photonics 1(1), 57–60 (2007).
[CrossRef]

Kwong, D. L.

Liow, T. Y.

Lo, G. Q.

Lorenzotti, S.

M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
[CrossRef]

Marinoni, S.

M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
[CrossRef]

Morson, R.

M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
[CrossRef]

Mutinati, G.

M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
[CrossRef]

Nottola, A.

M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
[CrossRef]

Popovic, M. A.

T. Barwicz, M. R. Watts, M. A. Popović, P. T. Rakich, L. Socci, F. X. Kärtner, E. P. Ippen, and H. I. Smith, “Polarization-transparent microphotonic devices in the strong confinement limit,” Nat. Photonics 1(1), 57–60 (2007).
[CrossRef]

Rakich, P. T.

T. Barwicz, M. R. Watts, M. A. Popović, P. T. Rakich, L. Socci, F. X. Kärtner, E. P. Ippen, and H. I. Smith, “Polarization-transparent microphotonic devices in the strong confinement limit,” Nat. Photonics 1(1), 57–60 (2007).
[CrossRef]

Rampinini, C.

M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
[CrossRef]

Romagnoli, M.

M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
[CrossRef]

Sardo, S.

M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
[CrossRef]

Shinojima, H.

Smith, H. I.

T. Barwicz, M. R. Watts, M. A. Popović, P. T. Rakich, L. Socci, F. X. Kärtner, E. P. Ippen, and H. I. Smith, “Polarization-transparent microphotonic devices in the strong confinement limit,” Nat. Photonics 1(1), 57–60 (2007).
[CrossRef]

Socci, L.

M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
[CrossRef]

T. Barwicz, M. R. Watts, M. A. Popović, P. T. Rakich, L. Socci, F. X. Kärtner, E. P. Ippen, and H. I. Smith, “Polarization-transparent microphotonic devices in the strong confinement limit,” Nat. Photonics 1(1), 57–60 (2007).
[CrossRef]

Tomasi, T.

M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
[CrossRef]

Tsuchizawa, T.

Wang, Z.

Watanabe, T.

Watts, M. R.

T. Barwicz, M. R. Watts, M. A. Popović, P. T. Rakich, L. Socci, F. X. Kärtner, E. P. Ippen, and H. I. Smith, “Polarization-transparent microphotonic devices in the strong confinement limit,” Nat. Photonics 1(1), 57–60 (2007).
[CrossRef]

M. R. Watts, H. A. Haus, and E. P. Ippen, “Integrated mode-evolution-based polarization splitter,” Opt. Lett. 30(9), 967–969 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

M. R. Watts and H. A. Haus, “Integrated mode-evolution-based polarization rotators,” Opt. Lett. 30(2), 138–140 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Yamada, K.

Yu, M.

Zhang, J.

Zuliani, G.

M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B

Nat. Photonics

T. Barwicz, M. R. Watts, M. A. Popović, P. T. Rakich, L. Socci, F. X. Kärtner, E. P. Ippen, and H. I. Smith, “Polarization-transparent microphotonic devices in the strong confinement limit,” Nat. Photonics 1(1), 57–60 (2007).
[CrossRef]

Opt. Express

Opt. Lett.

Proc. SPIE

M. Romagnoli, L. Socci, L. Bolla, S. Ghidini, P. Galli, C. Rampinini, G. Mutinati, A. Nottola, A. Cabas, S. Doneda, M. Di Muri, R. Morson, T. Tomasi, G. Zuliani, S. Lorenzotti, D. Chacon, S. Marinoni, R. Corsini, F. Giacometti, S. Sardo, M. Gentili, and G. Grasso, “Silicon photonics in Pirelli,” Proc. SPIE 6996, 699611, 699611-8 (2008).
[CrossRef]

Other

M. A. Popović, T. Barwicz, M. S. Dahlem, F. Gan, C. W. Holzwarth, P. T. Rakich, M. R. Watts, H. I. Smith, F. X. Kärtner, and E. P. Ippen, “Hitless-reconfigurable and bandwidth-scalable silicon photonic circuits for telecom and interconnect applications,” in Proceedings of OFC/NFOEC (2008), pp. 1–3.

Y. A. Vlasov, F. Xia, S. Assefa, and W. Green, “Silicon micro-resonators for on-chip optical networks,” in Proceedings of CLEO/QELS (2008), pp. 1–2.

S. Nakamura, C. Tao, M. Ishizaka, M. Tokushima, Y. Urino, M. Sakauchi, I. Nishioka, and K. Fukuchi, “Ultra-small one-chip color-less multiplexer/ demultiplexer using silicon photonic circuit,” in Proceedings of ECOC (2008), pp. 175–176.

M. R. Watts, M. Qi, T. Barwicz, L. Socci, P. T. Rakich, E. P. Ippen, H. I. Smith, and H. A. Haus, “Towards integrated polarization diversity: design, fabrication, and characterization of integrated polarization splitters and rotators,” in Optical Fiber Communications Conference Postdeadline Papers, Part 5, Vol. 5, (2005).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (12)

Fig. 1
Fig. 1

The ring resonator in a polarization diversity circuits (dropped wavelengths).

Fig. 2
Fig. 2

The ring resonator in a polarization diversity circuit (through wavelengths).

Fig. 3
Fig. 3

TE or TM polarization mode converter.

Fig. 4
Fig. 4

The hybrid polarization rotator.

Fig. 5
Fig. 5

The hybrid polarization rotator and converter.

Fig. 6
Fig. 6

SEM of the tunable ring resonator fabricated on SOI.

Fig. 7
Fig. 7

The mode-coupling based polarization splitter fabricated on SOI.

Fig. 8
Fig. 8

SEM picture of the transition region of polarization mode converter.

Fig. 9
Fig. 9

SEM picture of the main transition region of polarization rotator.

Fig. 10
Fig. 10

Spectra of the ring resonator at TE mode and TM mode without polarization diversity circuit.

Fig. 11
Fig. 11

Spectra of the ring resonator with polarization diversity circuit of Configuration A.

Fig. 12
Fig. 12

Spectra of the ring resonator with polarization diversity circuit of Configuration B.

Metrics