The Effect of Metal Thickness on Si Wire to Plasmonic Slot Waveguide Mode Conversion

Abstract

We investigate mode converters for Si wire to plasmonic slot waveguides at 1550 nm telecom wavelength. The structures are based on a taper geometry. We provide optimal dimensions with more than 90% power transmission for a range of metal (Au) thicknesses between 30-250 nm. We provide details on how to differentiate between the total power and the power in the main mode of the plasmonic slot waveguide. Our analysis is based on the orthogonality of modes of the slot waveguide subject to a suitable inner product definition. Our results are relevant for lowering the insertion loss and the bit error rate of plasmonic modulators. Özet: Bu çalışmada 1550 nm telekom dalga boyunda çalışan, Si tel dalga kılavuzundan plazmonik yiv dalga kılavuzuna kip dönüştürücülerini inceledik. Söz konusu yapılar gittikçe incelen bir geometriye sahiptir. 30-250 nm arasındaki metal (Au) kalınlıkları için %90'dan yüksek güç iletimine sahip en uygun boyutları sunduk. Plazmonik yiv dalga kılavuzuna eşlenen güç ile iletilen toplam gücün nasıl birbirinden ayrılabilecegini ayrıntılarıyla açıkladık.İncelememiz yiv dalga kılavuzu kiplerinin uygun bir iç çarpım tanımı sonucu birbirlerine dikgen olmasına dayanmaktadır. Sonuçlarımız plazmonik modülatörlerin baglanma kaybı ve bit hata oranlarının azaltılmasına katkı sunacaktır.