Devido à excelente capacidade de dispersão, grades de difração estão desempenhando um papel importante em campos generalizados que variam de espectrômetros a amplificadores de pulso chirped. Contudo, décadas de estudo extensivo em várias grades ressonantes de alta eficiência de banda larga focam principalmente naquelas que operam apenas na ordem -1.

Sabe-se que o poder de resolução é proporcional à ordem de operação em comparação com grades clássicas de mesmo tamanho. Usar grades echelle queimadas em alta ordem é um método convencional para a realização dessas grades operacionais de alta ordem. Contudo, a eficiência típica é geralmente de apenas 65% -75% para aquelas grades devido à forma irregular da ranhura e variações no ângulo da ranhura, o que degrada seriamente o desempenho dessas grades echelle.

Recentemente, um grupo de pesquisa do Instituto de Óptica e Mecânica Fina de Xangai (SIOM), Academia Chinesa de Ciências, propôs um método modal simplificado (SMM) aplicado a redes de banda larga de alta eficiência. O resultado foi publicado em Cartas de tecnologia fotônica IEEE .

Nesta pesquisa, uma configuração de ranhura retangular totalmente dielétrica de três camadas foi analisada e otimizada para a realização de redes de transmissão de banda larga de alta eficiência operando na ordem -2 sob a segunda incidência de ângulo de Bragg. SMM foi usado para analisar as grades de transmissão, que não apenas previu parâmetros de grade de poço para realizar alta eficiência na ordem -2, mas também revelou o processo de difração dentro da região da grade.

Além disso, a rigorosa análise de ondas acopladas (RCWA) e o algoritmo de recozimento simulado (SA) foram empregados para otimizar os parâmetros da rede e obter soluções mais exatas. Os resultados da simulação indicaram que uma largura de banda de comprimento de onda de 1,454 μm — 1,531μm e uma largura de banda de ângulo de 37,32 ° - 43,3 ° pode ser alcançada para eficiência acima de 95% e a eficiência máxima pode até chegar a 99,58% sob o segundo ângulo de Bragg no comprimento de onda de 1,5 μm para polarização TE.

Esta é a primeira vez que usa SMM para prever a característica de banda larga de grades multicamadas sob a segunda incidência de Bragg. Especialmente, o mecanismo de geração de características de banda larga pode ser explicado pelo SMM.