模拟研究Si₃N₄在蓝宝石平台上的波导,用于光子集成应用

科学领域:

• 光学和光学工程的光学和光学工程.
• 对于集成设备的材料科学.
• 半导体设备制造业 半导体设备制造业

背景情况:

• 蓝宝石的特性 (透明度,稳定性) 使它适合光子集成.
• III-V组激光器是高性能光子集成电路 (PIC) 的关键活性组件.

研究的目的:

• 分析化光学波导在蓝宝石基板上的光子集成.
• 通过与III-V激光器 (800-2400 nm) 相关的光谱窗口评估波导性能.

主要方法:

• 使用Comsol Multiphysics软件进行数值模拟.
• 波导结构的分析,包括脚架和SiO2底层覆盖.
• 对各种波长的封闭因子和曲损失的评估.

主要成果:

• 在单模极限附近实现了大约90%的高封闭系数.
• 在特定波长的半径仅为40微米时,已证明的低曲损失 (例如,~0.01dB).
• 确定SiO2底层覆盖在减少基板影响和提高性能方面有效.

结论:

• 蓝宝石上的化波导是高性能PIC的有希望的被动元件.
• 该平台支持具有小曲半径和低传播损失的紧密封闭的波导.
• 积极和被动光子组件在单个基板上具有成本效益的集成潜力.