一个的化格合器的图书馆,用于低损耗和制造稳固的光纤芯片互连
Radovan Korček1, David Medina Quiroz2, Quentin Wilmart3
1Department of Multimedia and Information-Communication Technology, University of Zilina, 010 26, Žilina, Slovakia.
Scientific reports
|October 14, 2023
概括
我们开发了新的化格合器,以实现高效的光纤连接. 这些低损耗,耐制造的设备改善了化光子芯片的原型设计,用于电信和传感应用.
科学领域:
- 光子学是指光子学的使用方法.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 集成光学 集成光学 集成光学
背景情况:
- 化 (Si3N4) 波导对于电信,数据通信,传感和量子信息科学中的光子集成电路至关重要.
- Si3N4平台中适度的折射率对比性挑战了高效的垂直格合光学接口的开发.
- Si3N4网格合器通常具有较低的强度,使得有效的功率辐射到标准光纤变得困难.
研究的目的:
- 设计和实验验证一套用于Si3N4光子集成电路的低损耗和耐制造表面格联器库.
- 为了在1.55微米波长范围内实现高效的光纤-芯片合,使用标准的SMF-28光纤.
- 为了展示一个强大的和造厂兼容的解决方案,用于Si3N4光子芯片原型.
主要方法:
- 使用有限差异时间域 (FDTD) 方法设计和模拟表面格子合器.
- 在400纳米Si3N4平台上制造网格合器,使用单蚀刻制造和低压化学蒸气沉积 (LPCVD) 晶片.
- 对均和无格合器的合损失的实验性表征,包括对130多个设备的测试.
主要成果:
- 实现的峰值合损失为 -4.4dB和 -3.9dB.对于均格合器.
- 在apodized格合器中,光纤芯片合损失明显降低 -2.9dB.
- 通过对130多个设备的实验测试验证设计,显示出与模拟的良好一致性和强大的性能,无需复杂的制造步骤.
结论:
- 开发的表面网格合器为Si3N4光子集成电路提供了低损耗和耐制造的解决方案.
- 这些合器能够高效地与标准光纤接口,这对于电信,数据通信和量子信息科学的应用至关重要.
- 展示的技术利用了低成本的,与造厂兼容的制造,为稳定和可重复的大批量Si3N4光子芯片开发铺平了道路.
