概括
我们开发了一个低功耗的热光学开关,使用集成到聚合物波导中的石墨烯加热器. 这种新的设计显著降低了功耗,并提高了光子集成电路的开关速度.
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
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 热光学 (TO) 开关是光子集成电路中的关键组件.
- 传统的TO开关经常受到高功耗和缓慢响应时间的影响.
- 石墨烯独特的热和电性能为改进TO开关性能提供了潜力.
研究的目的:
- 设计和制造一个低功耗,快速运行的热光开关.
- 为了研究石墨烯加热器在聚合物波导结构中的集成.
- 为了提高加热效率并降低TO开关的功耗.
主要方法:
- 用埋藏的石墨烯加热器制造聚合物波导.
- 使用感应合等离子蚀刻来创建空气沟结构.
- 热光开关性能的描述,包括开关功率,灭比率和响应时间.
主要成果:
- 集成的石墨烯加热器最大限度地减少了横磁极化光的光学损失.
- 该设备的开关功率几乎比传统的金属电极 TO 开关低三倍.
- 测量的灭火比为25dB,切换功率为3.28mW,切换时间为96μs (上升) 和112μs (下降).
结论:
- 拟议的嵌入石墨烯的聚合物波导TO开关在低功耗和快速操作方面提供了显著的优势.
- 综合加工方法有效保护石墨烯层,提高加热效率.
- 这项技术对大规模的低功耗光子集成电路具有前景.
