基于相变材料的超紧集成光学交换机的反向设计和数值调查
Kun Yin1,2, Yang Gao2, Hao Shi2
1School of Mechanical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310007, China.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|May 27, 2023
概括
研究人员使用相变材料 (PCM) 和一种新的子波长结构开发出了一种超紧的光学开关. 这种设计实现了低插入损失和高灭绝比,为小型光子设备铺平了道路.
科学领域:
- 光子学和材料科学 材料科学
- 集成光学和纳米光子学.
背景情况:
- 光学开关的小型化对于先进的光子集成电路至关重要.
- 换相材料 (PCM) 提供适合交换机应用的动态光学性能.
- 将PCM与光学波导集成在设备设计和性能方面提出了挑战.
研究的目的:
- 提出并模拟一个超紧的集成光学开关.
- 为了提高性能,利用反向设计的像素化子波长结构来提高性能.
- 为了证明Ge2Sb2Te5 (GST) 与光学波导的集成.
主要方法:
- 使用Ge2Sb2Te5 (GST) 纳米盘与一个反向设计的像素化子波长结构集成.
- 采用亚波长结构来实现定制的折射率.
- 在波长为1550 nm的模拟器件性能.
主要成果:
- 实现了0.9微米×1.5微米的超紧设备足迹.
- 显示了0.45 dB的低插入损失 (IL).
- 获得了18.0dB的高灭绝比 (ER).
- 增强光场与GST的交互,减少设备大小.
结论:
- 拟议的基于PCM的光学交换机提供了显著的小型化潜力.
- 反向设计的像素化子波长结构使得优越的IL和ER成为可能.
- 该设备在微小的制造变化下表现出可靠的性能,表明其实际可行性.
