概括
我们开发了一种用于多层光子学的低温多晶 (poly-Si) 光学开关. 这种宽带马赫-泽恩德干扰仪开关提供了低功耗和低损耗,为先进的光子集成电路铺平了道路.
科学领域:
- 光子学和光学工程的工程.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 集成电路设计 集成电路设计
背景情况:
- 开发先进的光学开关对于高性能光子集成电路至关重要.
- 多晶 (poly-Si) 为光子学提供了一个有前途的材料,因为它与CMOS技术兼容.
- 现有的聚Si设备经常面临热应力和载体等离子体吸收 (CPA) 损失的挑战.
研究的目的:
- 为了演示一个宽带的马赫-泽恩德干扰仪光学开关,利用低温沉积的多晶 (多-Si).
- 为了使多层光子学集成电路的开发使用聚Si技术.
- 为了解决光学开关中的功耗和损耗问题.
主要方法:
- 使用低温沉积 (620°C) 制造一个多Si马赫-泽恩德干扰仪光学开关.
- 集成 π/2 阶段变速器和推拉配置,以最大限度地减少载体等离子体吸收 (CPA).
- 开关性能的描述,包括工作电压,功耗,插入损失,交叉声和开关速度.
主要成果:
- 聚Si光学开关在低功耗 (分别为7.98mW和9.39mW) 的"Bar"和"Cross"状态中有效运行.
- 实现了低芯片损失 (5.9±0.4dB在1550nm) 和交叉声 (C频段内<-20dB).
- 证明了快速切换时间,上升时间为7.7μs的10%-90%和下降时间为3.4μs的90%-10%.
结论:
- 低温沉积聚Si开关是第一个在8英寸晶圆试验线上展示的,表明了可扩展性.
- 开发的开关适用于多层活性光子设备和光子电子应用.
- 这项技术为集成光子学中高效,低损耗的光学切换提供了有前途的解决方案.
