高密度基酸光子集成电路的集成电路
Zihan Li1,2, Rui Ning Wang1,2, Grigory Lihachev1,2
1Institute of Physics, Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL), CH-1015, Lausanne, Switzerland.
Nature communications
|August 10, 2023
概括
类似钻石的碳 (DLC) 允许使用基酸盐 (LiNbO3) 制造光子集成电路. 这种先进的制造方法产生了低损耗波导和高密度集成,用于高效的电光设备.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光子学是指光子学的使用方法.
- 电气工程 电气工程
背景情况:
- 光子集成电路 (PIC) 与散装光学相比具有优势,但在使用酸 (LiNbO3) 等材料时面临制造方面的挑战.
- LiNbO3表现出强烈的波克尔斯效应,这对于电光应用至关重要,但很难使用传统的干蚀刻技术来图案.
研究的目的:
- 研究钻石状碳 (DLC) 作为制造基于LiNbO3的光子集成电路的优质硬面具材料.
- 为了证明改进的波导性能,更高的集成密度和高效的电光调制使用基于DLC的制造.
主要方法:
- 使用DLC作为硬面罩,用于深度蚀刻LiNbO3光子集成电路.
- 制造的深度蚀刻,紧密封闭,低损失的波导.
- 集成的III-V材料与LiNbO3用于激光演示.
- 制造的机芯模拟器 (MZM) 设备.
主要成果:
- 实现了波导,传播损失低至4dB/m.
- 与山脊波导相比,在一个数量级上表现出更高的区域集成密度.
- 展示了一种III-V/LiNbO3激光器,其内在线宽低于kHz,调节速率为0.7 PHz/s.
- 制造了一个长度为1.73厘米的MZM调制器,半波电压为1.94V.
结论:
- 类似钻石的碳是用于先进制造LiNbO3光子集成电路的高效材料.
- DLC硬面罩方法使高性能,密集集成的光子设备具有高效的电光学调制.
- 这种方法为下一代光子设备提供了可行的路线,包括具有CMOS兼容驱动电压的激光器和调制器.
