220nmのシリコン・オン・インソレーター・プラットフォームの低極化感度の高速光学スイッチ
Optics express
|February 20, 2026
まとめ
私たちは,シリコン・オン・インソレーターの低極化感度マッハ・ゼーンダー干渉計 (MZI) 光学スイッチを開発しました. この高速スイッチは,高速なスイッチング速度と低挿入損失を達成し,AIアプリケーションに最適です.
科学分野:
- フォトニクスと光学工学
- インテグレーテッド光学 (Integrated Optics) とは
- 半導体デバイス 半導体デバイス
背景:
- 高精度シグナルスイッチングには,ランダムな偏振を持つ信号を管理できる光学スイッチが必要です.
- 既存の光学スイッチは,しばしば偏振感性に苦しんでおり,要求の高いアプリケーションでの性能を制限しています.
研究 の 目的:
- 小説の2x2の低偏振感,高速マッハ・ゼンダー干渉計 (MZI) 光学スイッチを実証する.
- シリコン・オン・インソレーター (SOI) プラットフォームと標準的なマルチプロジェクト・ウェーファー (MPW) プロセスを製造のために活用する.
主な方法:
- 準アディアバティックコップリングを使用した2つの偏振無感3dBスプリッターを統合しました.
- 組み込みの2つの極化無感の高速フェーズシフターで,PINダイオードで動作するリッジウェーブガイドを使用しています.
- 220nm厚さのSOIプラットフォームで光学スイッチを製造しました.
主要な成果:
- 1550 nmでTE0モードでは0.92 dB,TM0モードでは2.79 dBの挿入損失を達成しました.
- TE0モードでは52.2ns,TM0モードでは55.0nsのスイッチング速度が実証されています.
- この装置は,極化感度が低く,高速で動作します.
結論:
- 製造されたMZI光学スイッチは,高速で,低損失で,極化不敏感な性能を提供します.
- CMOSの互換性とスケーラビリティにより,AIアプリケーションの大規模,高精度スイッチングに適しています.
- さらに最適化することで,将来の光子集積回路の性能を向上させることができます.
