Interruptor óptico de alta velocidad de baja sensibilidad de polarización en la plataforma de silicio sobre aislante...

Área de la Ciencia:

• Fotónica y Ingeniería Óptica.
• La óptica integrada es una óptica integrada.
• Dispositivos de semiconductores Dispositivos de semiconductores.

Sus antecedentes:

• La conmutación de señales de alta fidelidad requiere interruptores ópticos que puedan manejar señales con polarizaciones aleatorias.
• Los conmutadores ópticos existentes a menudo luchan con la sensibilidad de polarización, lo que limita su rendimiento en aplicaciones exigentes.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar un nuevo interruptor óptico 2x2 de baja sensibilidad de polarización, interferómetro Mach-Zehnder (MZI) de alta velocidad.
• Aprovechar la plataforma de silicio sobre aislante (SOI) y los procesos estándar de obleas de múltiples proyectos (MPW) para la fabricación.

Principales métodos:

• Se han integrado dos divisores de 3 dB insensibles a la polarización utilizando un acoplamiento cuasi-adiabático.
• Incorporó dos cambiadores de fase de alta velocidad insensibles a la polarización que utilizan guías de onda de cresta accionadas por diodo PIN.
• Fabricó el interruptor óptico en una plataforma SOI de 220 nm de espesor.

Principales resultados:

• Se logró una pérdida de inserción de 0,92 dB para el modo TE0 y 2,79 dB para el modo TM0 a 1550 nm.
• Velocidades de conmutación demostradas de 52,2 ns para el modo TE0 y 55,0 ns para el modo TM0.
• El dispositivo exhibe baja sensibilidad de polarización y funcionamiento de alta velocidad.

Conclusiones:

• El interruptor óptico MZI fabricado ofrece un rendimiento de alta velocidad, baja pérdida e insensibilidad a la polarización.
• Su compatibilidad CMOS y escalabilidad lo hacen adecuado para la conmutación de alta fidelidad a gran escala en aplicaciones de IA.
• Una optimización adicional puede mejorar sus capacidades para futuros circuitos fotónicos integrados.