Cuフリーフォトニック統合回路における決定的ソリトンマイクロコンブ

科学分野:

• 光学について
• 材料科学
• 統合光学

背景:

• チップスケールの光学周波数カム (マイクロカム) は,ワッフルスケールの製造と互換性のある幅広い帯域幅とコンパクトな形状要素を提供します.
• シリコンナトリド (Si3N4) フォトニック統合回路は,通信,リダール,周波数合成におけるアプリケーションを可能にするマイクロコンブのための主要なプラットフォームです.
• 決定的なソリトンマイクロコンブ生成は,熱的不安定性によって妨げられ,現実世界の展開を制限する.

研究 の 目的:

• Si3N4マイクロコンブにおける決定的ソリトン生成を阻害する熱効果を克服する.
• Si3N4光学集積回路における熱的不安定性の根本原因を特定し,緩和する.

主な方法:

• Si3N4波導体における熱的効果を調査し,CMOSグレードのSiウェーファーからの銅の不純物まで追跡した.
• 銅の除去技術を開発し,不純物濃度を下げ,熱的影響を軽減しました.
• 任意で遅いレーザースキャンプロファイルを使用して,決定的消耗的なケル・ソリトン生成を証明した.

主要な成果:

• Si3N4 波導体の銅の不純物質を特定し,減少させ,熱的不安定性を大幅に軽減しました.
• 安定性と性能を改善した決定的ソリトンマイクロコンブ生成を達成しました.
• 開発された銅除去技術の有効性を検証した.

結論:

• 銅の不純物は,Si3N4マイクロコンブにおける熱的不安定性の主要な原因である.
• 開発された銅除去技術は,決定的なソリトン生成を可能にし,マイクロコンブ展開の主要な障害を克服します.
• これらの技術は,Si3N4デバイスの鋳造工場製造プロセスに容易に適用できます.