开发和表征低损失波导和顶层对-中波红外集成光子的顶层涂层

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:

• 对 (Ge-on-Si) 波导对于中波红外 (MWIR) 光子集成电路 (PIC) 是至关重要的.
• 现有的Ge-on-Si平台缺乏坚固的顶部外,限制了它们与复杂电路的集成.

研究的目的:

• 推出一个新的MWIR Ge-on-Si PIC平台,具有介电顶层.
• 为了评估Ge-on-Si波导的各种顶部覆盖材料.
• 为了优化空气覆盖的波导用于传感应用.

主要方法:

• 对Ge-on-Si波导的顶层覆盖材料 (Nb2O5,表轴Si) 的全面审查和实验评估.
• 环共振器的制造和表征,以评估波导性能 (损失,Q因子).
• 用于传感的空气覆盖波导的演示.

主要成果:

• 氧化 (Nb2O5) 和表轴 (Si) 作为顶层料表现出优异的性能,光学损耗低,Q因子高 (>37000负载Q).
• 空气覆盖的波导实现了对TE和TM光的最先进的低损耗 (0.6-2.5dB/cm) 和高Q因子 (>106,000负载Q).
• 新的平台可以为可扩展的PIC提供复杂的金属路由.

结论:

• 介电顶层显著提高了MWIR Ge-on-Si PIC的稳定性和可扩展性.
• Nb2O5和表轴Si被确定为最佳的顶部覆盖材料.
• 高性能气波导适用于苛刻的传感应用.