高效率的元材料工程格子合器用于化光子学
William Fraser1,2, Radovan Korček3, Ivan Glesk3
1Silicon Micro/NanoPhotonics Group, Carleton University, Ottawa, ON K1S 5B6, Canada.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|April 12, 2024
概括
我们为化光子电路使用无形元材料开发了高效的表面格子合器. 这种新的设计增强了用于数据通信和量子光子学应用的光纤芯片合.
科学领域:
- 光子学 是一个光子学.
- 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) 对于低损耗光子集成电路至关重要.
- 光纤和Si3N4芯片之间的高效光合是一个重大挑战.
- 现有的垂直格合器由于低指数对比度和长结构存在局限性.
研究的目的:
- 为Si3N4光子平台设计高效的表面格子合器.
- 为了提高光纤芯片合性能,使用无形 (α-Si) 覆盖.
- 为了利用亚波长格子 (SWG) 超材料来改进合器设计.
主要方法:
- 在Si3N4平台上使用α-Si覆盖的表面格合器的设计.
- 使用亚波长格子 (SWG) 工程化元材料用于格子制造.
- 使用严格的3D有限差异时间域 (FDTD) 模拟进行性能分析.
主要成果:
- 一个金属材料工程网格合器设计的合效率为-1.7dB.
- 合器在波长为1.31μm的波长下工作,带宽为31nm的1dB带宽.
- 该设计允许简单,单步模式和可移植到现有的造工艺.
结论:
- 拟议的表面格器为Si3N4平台上的高效纤维芯片接口提供了一种新的方法.
- 这种设计解决了当前格子合器的局限性,提高了Si3N4集成的性能.
- 该技术适用于各种应用,包括数据通信和量子光子学.
