본 연구에서는 코팩패키지드 옵틱스(Co-packaged optics, CPO) 응용을 위해 바닥 반사기를 갖춘 고효율 유리 기판 기반 이중 에이포다이즈드 비정질 실리콘(a-Si)/질화실리콘(SiN) 그레이팅 커플러(grating coupler, GC)를 제시한다. 바닥 반사기는 기판 아래로 소산된 빛을 반사하고 재결합함으로써 지향성을 향상시키며, 서브파장 그레이팅 메타물질 엔지니어링을 포함하는 a-Si 오버레이는 그레이팅 강도를 강화하고 방사된 빛의 분포를 효과적으로 제어한다. 또한 역(逆) 에이포다이제이션은 위상 정합을 개선하고 회절 손실을 감소시킨다. 유한차분 시간영역(finite-difference time-domain, FDTD) 시뮬레이션 기반 최적화를 통해, 제안된 GC는 결합 효율(coupling efficiency, CE) −0.83 dB 및 1.31 μm에서 1 dB 광대역폭 50 nm를 달성하여 심자외선 리소그래피 및 높은 제작·정렬 공차와의 호환성을 입증한다. 이 소자는 주요 파라미터 변동 하에서 CE 열화가 ±0.5 dB 이내로 유지되어, CPO 시스템에서 저손실 광 상호연결을 위한 유망한 해결책임을 보여준다.

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