Abstract

We report the fabrication and characterization of a new polarization converter for InGaAsP-InP photonic integrated circuits. The converter consists of two right trapezoidal sections with the angled sidewalls etched wetly. The converters show a greatly improved tolerance to variations of the fabrication, an averaged efficiency of polarization conversion of 99.8% and a loss of about 0.7 dB at a wavelength of 1.535 μm.

© 2013 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. M. Smit, X. Leijtens, E. Bente, J. van der Tol, H. Ambrosius, D. Robbins, M. Wale, N. Grote, and M. Schell, IET Optoelectron. 5, 187 (2011).
    [CrossRef]
  2. L. H. S. C. van Dam, F. P. G. M. van Ham, F. H. Groen, J. J. G. M. van der Tol, I. Moerman, W. W. Pascher, M. Hamacher, H. Heidrich, C. M. Weinert, and M. K. Smit, IEEE Photon. Technol. Lett. 8, 1346 (1996).
    [CrossRef]
  3. M. V. Kotlyar, L. Bolla, M. Midrio, L. O’Faolain, and T. F. Krauss, Opt. Lett. 13, 5040 (2005).
  4. L. Liu, Y. Ding, K. Yvind, and J. M. Hvam, Opt. Lett. 36, 1059 (2011).
    [CrossRef]
  5. J. Pello, J. van der Tol, S. Keyvaninia, R. van Veldhoven, H. Ambrosius, G. Roelkens, and M. Smit, Opt. Lett. 37, 3711 (2012).
    [CrossRef]
  6. H. El-Refaei, D. Yevick, and T. Jones, J. Lightwave Technol. 22, 1352 (2004).
    [CrossRef]
  7. L. M. Augustin, J. J. G. M. van der Tol, E. J. Geluk, and M. K. Smit, IEEE Photon. Technol. Lett. 19, 1673 (2007).
    [CrossRef]
  8. J. Z. Huang, R. Scarmozzino, G. Nagy, M. J. Steel, and J. R. M. Osgood, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 317 (2000).
    [CrossRef]
  9. J. J. G. M. van der Tol, M. Felicetti, and M. K. Smit, J. Lightwave Technol. 30, 2884 (2012).
    [CrossRef]
  10. F. M. Soares, K. Janiak, N. Grote, D. Szymanski, and M. J. Wale, ECIO 2012 (2012).
  11. http://www.photond.com/products/fimmwave.htm .
  12. S. Adachi and H. Kawaguchi, J. Electrochem. Soc. 128, 1342 (1981).
    [CrossRef]
  13. D. O. Dzibrou, J. J. G. M. van der Tol, and M. K. Smit, Opt. Lett. 38, 1061 (2013).
    [CrossRef]
  14. L. Dong, S. Popov, and A. T. Friberg, J. Eur. Opt. Soc. 6, 11010 (2011).
    [CrossRef]
  15. L. Augustin, “Polarization handling in photonic integrated circuits,” Ph.D. thesis (Technische Universiteit Eindhoven, 2008).

2013 (1)

2012 (2)

2011 (3)

M. Smit, X. Leijtens, E. Bente, J. van der Tol, H. Ambrosius, D. Robbins, M. Wale, N. Grote, and M. Schell, IET Optoelectron. 5, 187 (2011).
[CrossRef]

L. Liu, Y. Ding, K. Yvind, and J. M. Hvam, Opt. Lett. 36, 1059 (2011).
[CrossRef]

L. Dong, S. Popov, and A. T. Friberg, J. Eur. Opt. Soc. 6, 11010 (2011).
[CrossRef]

2007 (1)

L. M. Augustin, J. J. G. M. van der Tol, E. J. Geluk, and M. K. Smit, IEEE Photon. Technol. Lett. 19, 1673 (2007).
[CrossRef]

2005 (1)

M. V. Kotlyar, L. Bolla, M. Midrio, L. O’Faolain, and T. F. Krauss, Opt. Lett. 13, 5040 (2005).

2004 (1)

2000 (1)

J. Z. Huang, R. Scarmozzino, G. Nagy, M. J. Steel, and J. R. M. Osgood, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 317 (2000).
[CrossRef]

1996 (1)

L. H. S. C. van Dam, F. P. G. M. van Ham, F. H. Groen, J. J. G. M. van der Tol, I. Moerman, W. W. Pascher, M. Hamacher, H. Heidrich, C. M. Weinert, and M. K. Smit, IEEE Photon. Technol. Lett. 8, 1346 (1996).
[CrossRef]

1981 (1)

S. Adachi and H. Kawaguchi, J. Electrochem. Soc. 128, 1342 (1981).
[CrossRef]

Adachi, S.

S. Adachi and H. Kawaguchi, J. Electrochem. Soc. 128, 1342 (1981).
[CrossRef]

Ambrosius, H.

J. Pello, J. van der Tol, S. Keyvaninia, R. van Veldhoven, H. Ambrosius, G. Roelkens, and M. Smit, Opt. Lett. 37, 3711 (2012).
[CrossRef]

M. Smit, X. Leijtens, E. Bente, J. van der Tol, H. Ambrosius, D. Robbins, M. Wale, N. Grote, and M. Schell, IET Optoelectron. 5, 187 (2011).
[CrossRef]

Augustin, L.

L. Augustin, “Polarization handling in photonic integrated circuits,” Ph.D. thesis (Technische Universiteit Eindhoven, 2008).

Augustin, L. M.

L. M. Augustin, J. J. G. M. van der Tol, E. J. Geluk, and M. K. Smit, IEEE Photon. Technol. Lett. 19, 1673 (2007).
[CrossRef]

Bente, E.

M. Smit, X. Leijtens, E. Bente, J. van der Tol, H. Ambrosius, D. Robbins, M. Wale, N. Grote, and M. Schell, IET Optoelectron. 5, 187 (2011).
[CrossRef]

Bolla, L.

M. V. Kotlyar, L. Bolla, M. Midrio, L. O’Faolain, and T. F. Krauss, Opt. Lett. 13, 5040 (2005).

Ding, Y.

Dong, L.

L. Dong, S. Popov, and A. T. Friberg, J. Eur. Opt. Soc. 6, 11010 (2011).
[CrossRef]

Dzibrou, D. O.

El-Refaei, H.

Felicetti, M.

Friberg, A. T.

L. Dong, S. Popov, and A. T. Friberg, J. Eur. Opt. Soc. 6, 11010 (2011).
[CrossRef]

Geluk, E. J.

L. M. Augustin, J. J. G. M. van der Tol, E. J. Geluk, and M. K. Smit, IEEE Photon. Technol. Lett. 19, 1673 (2007).
[CrossRef]

Groen, F. H.

L. H. S. C. van Dam, F. P. G. M. van Ham, F. H. Groen, J. J. G. M. van der Tol, I. Moerman, W. W. Pascher, M. Hamacher, H. Heidrich, C. M. Weinert, and M. K. Smit, IEEE Photon. Technol. Lett. 8, 1346 (1996).
[CrossRef]

Grote, N.

M. Smit, X. Leijtens, E. Bente, J. van der Tol, H. Ambrosius, D. Robbins, M. Wale, N. Grote, and M. Schell, IET Optoelectron. 5, 187 (2011).
[CrossRef]

F. M. Soares, K. Janiak, N. Grote, D. Szymanski, and M. J. Wale, ECIO 2012 (2012).

Hamacher, M.

L. H. S. C. van Dam, F. P. G. M. van Ham, F. H. Groen, J. J. G. M. van der Tol, I. Moerman, W. W. Pascher, M. Hamacher, H. Heidrich, C. M. Weinert, and M. K. Smit, IEEE Photon. Technol. Lett. 8, 1346 (1996).
[CrossRef]

Heidrich, H.

L. H. S. C. van Dam, F. P. G. M. van Ham, F. H. Groen, J. J. G. M. van der Tol, I. Moerman, W. W. Pascher, M. Hamacher, H. Heidrich, C. M. Weinert, and M. K. Smit, IEEE Photon. Technol. Lett. 8, 1346 (1996).
[CrossRef]

Huang, J. Z.

J. Z. Huang, R. Scarmozzino, G. Nagy, M. J. Steel, and J. R. M. Osgood, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 317 (2000).
[CrossRef]

Hvam, J. M.

Janiak, K.

F. M. Soares, K. Janiak, N. Grote, D. Szymanski, and M. J. Wale, ECIO 2012 (2012).

Jones, T.

Kawaguchi, H.

S. Adachi and H. Kawaguchi, J. Electrochem. Soc. 128, 1342 (1981).
[CrossRef]

Keyvaninia, S.

Kotlyar, M. V.

M. V. Kotlyar, L. Bolla, M. Midrio, L. O’Faolain, and T. F. Krauss, Opt. Lett. 13, 5040 (2005).

Krauss, T. F.

M. V. Kotlyar, L. Bolla, M. Midrio, L. O’Faolain, and T. F. Krauss, Opt. Lett. 13, 5040 (2005).

Leijtens, X.

M. Smit, X. Leijtens, E. Bente, J. van der Tol, H. Ambrosius, D. Robbins, M. Wale, N. Grote, and M. Schell, IET Optoelectron. 5, 187 (2011).
[CrossRef]

Liu, L.

Midrio, M.

M. V. Kotlyar, L. Bolla, M. Midrio, L. O’Faolain, and T. F. Krauss, Opt. Lett. 13, 5040 (2005).

Moerman, I.

L. H. S. C. van Dam, F. P. G. M. van Ham, F. H. Groen, J. J. G. M. van der Tol, I. Moerman, W. W. Pascher, M. Hamacher, H. Heidrich, C. M. Weinert, and M. K. Smit, IEEE Photon. Technol. Lett. 8, 1346 (1996).
[CrossRef]

Nagy, G.

J. Z. Huang, R. Scarmozzino, G. Nagy, M. J. Steel, and J. R. M. Osgood, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 317 (2000).
[CrossRef]

O’Faolain, L.

M. V. Kotlyar, L. Bolla, M. Midrio, L. O’Faolain, and T. F. Krauss, Opt. Lett. 13, 5040 (2005).

Osgood, J. R. M.

J. Z. Huang, R. Scarmozzino, G. Nagy, M. J. Steel, and J. R. M. Osgood, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 317 (2000).
[CrossRef]

Pascher, W. W.

L. H. S. C. van Dam, F. P. G. M. van Ham, F. H. Groen, J. J. G. M. van der Tol, I. Moerman, W. W. Pascher, M. Hamacher, H. Heidrich, C. M. Weinert, and M. K. Smit, IEEE Photon. Technol. Lett. 8, 1346 (1996).
[CrossRef]

Pello, J.

Popov, S.

L. Dong, S. Popov, and A. T. Friberg, J. Eur. Opt. Soc. 6, 11010 (2011).
[CrossRef]

Robbins, D.

M. Smit, X. Leijtens, E. Bente, J. van der Tol, H. Ambrosius, D. Robbins, M. Wale, N. Grote, and M. Schell, IET Optoelectron. 5, 187 (2011).
[CrossRef]

Roelkens, G.

Scarmozzino, R.

J. Z. Huang, R. Scarmozzino, G. Nagy, M. J. Steel, and J. R. M. Osgood, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 317 (2000).
[CrossRef]

Schell, M.

M. Smit, X. Leijtens, E. Bente, J. van der Tol, H. Ambrosius, D. Robbins, M. Wale, N. Grote, and M. Schell, IET Optoelectron. 5, 187 (2011).
[CrossRef]

Smit, M.

J. Pello, J. van der Tol, S. Keyvaninia, R. van Veldhoven, H. Ambrosius, G. Roelkens, and M. Smit, Opt. Lett. 37, 3711 (2012).
[CrossRef]

M. Smit, X. Leijtens, E. Bente, J. van der Tol, H. Ambrosius, D. Robbins, M. Wale, N. Grote, and M. Schell, IET Optoelectron. 5, 187 (2011).
[CrossRef]

Smit, M. K.

D. O. Dzibrou, J. J. G. M. van der Tol, and M. K. Smit, Opt. Lett. 38, 1061 (2013).
[CrossRef]

J. J. G. M. van der Tol, M. Felicetti, and M. K. Smit, J. Lightwave Technol. 30, 2884 (2012).
[CrossRef]

L. M. Augustin, J. J. G. M. van der Tol, E. J. Geluk, and M. K. Smit, IEEE Photon. Technol. Lett. 19, 1673 (2007).
[CrossRef]

L. H. S. C. van Dam, F. P. G. M. van Ham, F. H. Groen, J. J. G. M. van der Tol, I. Moerman, W. W. Pascher, M. Hamacher, H. Heidrich, C. M. Weinert, and M. K. Smit, IEEE Photon. Technol. Lett. 8, 1346 (1996).
[CrossRef]

Soares, F. M.

F. M. Soares, K. Janiak, N. Grote, D. Szymanski, and M. J. Wale, ECIO 2012 (2012).

Steel, M. J.

J. Z. Huang, R. Scarmozzino, G. Nagy, M. J. Steel, and J. R. M. Osgood, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 317 (2000).
[CrossRef]

Szymanski, D.

F. M. Soares, K. Janiak, N. Grote, D. Szymanski, and M. J. Wale, ECIO 2012 (2012).

van Dam, L. H. S. C.

L. H. S. C. van Dam, F. P. G. M. van Ham, F. H. Groen, J. J. G. M. van der Tol, I. Moerman, W. W. Pascher, M. Hamacher, H. Heidrich, C. M. Weinert, and M. K. Smit, IEEE Photon. Technol. Lett. 8, 1346 (1996).
[CrossRef]

van der Tol, J.

J. Pello, J. van der Tol, S. Keyvaninia, R. van Veldhoven, H. Ambrosius, G. Roelkens, and M. Smit, Opt. Lett. 37, 3711 (2012).
[CrossRef]

M. Smit, X. Leijtens, E. Bente, J. van der Tol, H. Ambrosius, D. Robbins, M. Wale, N. Grote, and M. Schell, IET Optoelectron. 5, 187 (2011).
[CrossRef]

van der Tol, J. J. G. M.

D. O. Dzibrou, J. J. G. M. van der Tol, and M. K. Smit, Opt. Lett. 38, 1061 (2013).
[CrossRef]

J. J. G. M. van der Tol, M. Felicetti, and M. K. Smit, J. Lightwave Technol. 30, 2884 (2012).
[CrossRef]

L. M. Augustin, J. J. G. M. van der Tol, E. J. Geluk, and M. K. Smit, IEEE Photon. Technol. Lett. 19, 1673 (2007).
[CrossRef]

L. H. S. C. van Dam, F. P. G. M. van Ham, F. H. Groen, J. J. G. M. van der Tol, I. Moerman, W. W. Pascher, M. Hamacher, H. Heidrich, C. M. Weinert, and M. K. Smit, IEEE Photon. Technol. Lett. 8, 1346 (1996).
[CrossRef]

van Ham, F. P. G. M.

L. H. S. C. van Dam, F. P. G. M. van Ham, F. H. Groen, J. J. G. M. van der Tol, I. Moerman, W. W. Pascher, M. Hamacher, H. Heidrich, C. M. Weinert, and M. K. Smit, IEEE Photon. Technol. Lett. 8, 1346 (1996).
[CrossRef]

van Veldhoven, R.

Wale, M.

M. Smit, X. Leijtens, E. Bente, J. van der Tol, H. Ambrosius, D. Robbins, M. Wale, N. Grote, and M. Schell, IET Optoelectron. 5, 187 (2011).
[CrossRef]

Wale, M. J.

F. M. Soares, K. Janiak, N. Grote, D. Szymanski, and M. J. Wale, ECIO 2012 (2012).

Weinert, C. M.

L. H. S. C. van Dam, F. P. G. M. van Ham, F. H. Groen, J. J. G. M. van der Tol, I. Moerman, W. W. Pascher, M. Hamacher, H. Heidrich, C. M. Weinert, and M. K. Smit, IEEE Photon. Technol. Lett. 8, 1346 (1996).
[CrossRef]

Yevick, D.

Yvind, K.

IEEE Photon. Technol. Lett. (3)

L. H. S. C. van Dam, F. P. G. M. van Ham, F. H. Groen, J. J. G. M. van der Tol, I. Moerman, W. W. Pascher, M. Hamacher, H. Heidrich, C. M. Weinert, and M. K. Smit, IEEE Photon. Technol. Lett. 8, 1346 (1996).
[CrossRef]

L. M. Augustin, J. J. G. M. van der Tol, E. J. Geluk, and M. K. Smit, IEEE Photon. Technol. Lett. 19, 1673 (2007).
[CrossRef]

J. Z. Huang, R. Scarmozzino, G. Nagy, M. J. Steel, and J. R. M. Osgood, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 317 (2000).
[CrossRef]

IET Optoelectron. (1)

M. Smit, X. Leijtens, E. Bente, J. van der Tol, H. Ambrosius, D. Robbins, M. Wale, N. Grote, and M. Schell, IET Optoelectron. 5, 187 (2011).
[CrossRef]

J. Electrochem. Soc. (1)

S. Adachi and H. Kawaguchi, J. Electrochem. Soc. 128, 1342 (1981).
[CrossRef]

J. Eur. Opt. Soc. (1)

L. Dong, S. Popov, and A. T. Friberg, J. Eur. Opt. Soc. 6, 11010 (2011).
[CrossRef]

J. Lightwave Technol. (2)

Opt. Lett. (4)

Other (3)

L. Augustin, “Polarization handling in photonic integrated circuits,” Ph.D. thesis (Technische Universiteit Eindhoven, 2008).

F. M. Soares, K. Janiak, N. Grote, D. Szymanski, and M. J. Wale, ECIO 2012 (2012).

http://www.photond.com/products/fimmwave.htm .

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 (5)

Fig. 1.
Fig. 1.

(a) Schematic of cross section through trapezoidal section of converter. (b) Top view of one-section polarization converter. (c) Top view of two-section polarization converter. All dimensions are in micrometers.

Fig. 2.
Fig. 2.

(a)–(f) Fabrication steps of two-section polarization converters. Wg means waveguide and conv means converter. (g)–(i) Images by scanning electron microscope. (g) Slope of converter, inclined top view; (h) straight wall of converter, inclined top view; (i) cross section through converter after etching straight wall with CH4-H2 plasma.

Fig. 3.
Fig. 3.

Setup for measurements of converters.

Fig. 4.
Fig. 4.

Efficiency of polarization conversion as function of converter’s top width at wavelength of 1.535 μm. Black solid and black open circles are measured efficiencies of two-section and one-section converters; dashed and dotted lines are simulated efficiencies of two-section and one-section converters.

Fig. 5.
Fig. 5.

Efficiency of polarization conversion as function of wavelength. Black solid and black open circles are measured efficiencies of two-section and one-section converters; dashed and dotted lines are simulated efficiencies of two-section and one-section converters.

Equations (1)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

C=(1+PTETEPTMTMPTMTEPTETM)1,

Metrics