使用低损耗相变材料对赛道共振器的任意编程Sb₂Se₃

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
• 量子信息科学 量子信息科学

背景情况:

• 可编程光子集成电路 (PIC) 对于光学互连和量子信息处理至关重要.
• 目前的PIC可编程性依赖于热光学,自由载体或机械调,这些需要恒定功率,并且对于不经常切换来说效率低下.
• 非挥发性相变材料 (PCM) 为节能",设置并忘记"PIC提供了一个有前途的解决方案.

研究的目的:

• 开发和展示大型可编程PIC的基本构建块.
• 使用PCM创建一个具有独立可控制的合和相位的赛道共振器.
• 为了实现高灭绝比 (ER) 切换而不会改变共振波长.

主要方法:

• 设计了一个紧的,33μm长的可编程单元,包含一个定向合器和一个低损耗的PCM,化 (Sb2Se3).
• 利用PCM的非挥发性特性来控制光学合.
• 制造并测试了赛道共振器单元的性能指标,包括插入损失,ER,操作带宽和耐力.

主要成果:

• 实现了合和相位的独立控制,使ER调制能够在不影响共振波长的情况下实现.
• 显示了约0.36dB的低插入损失和大约15dB的高ER.
• 在多个设备中表现出超过50nm的操作带宽和出色的耐用性 (>1000周期).

结论:

• 开发的基于PCM的定向合器是可扩展,节能可编程PIC的关键组件.
• 这种"设置后忘记"开关技术可显著降低静电消耗.
• 代表了对未来计算和通信系统的实用,大规模光子集成的关键进步.