用于光子集成电路的高效热光学相变换器,基于绝缘体上的500纳米厚的

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
• 电气工程 电气工程

背景情况:

• 热光学相位变换器 (TOPSes) 对于光子集成电路 (PIC) 中的光控制至关重要.
• 标准的在绝缘体 (SOI) 平台已经成熟,但新兴的非标准的SOI基板 (500nm Si/1 μm BOX) 需要用于混合激光器.
• 现有的TOPS设计需要对这些新的非标准SOI基板进行优化.

研究的目的:

• 为非标准的SOI基板 (500nm Si/1 μm BOX) 提供一个新的TOPS设计.
• 为了减轻增加的功耗,并确保与现有的光子集成电路 (PIC) 无集成.

主要方法:

• 设计了一种新的TOPS设计,采用肋骨波导和定制的有限板宽.
• 拟议TOPS的系统设计,制造和表征.
• 与参考TOPS设计进行比较分析.

主要成果:

• 实现了平均π相位转换功率为55.9mW,响应时间为7.09μs.
• 与参考设计相比,显示了30%的功耗降低.
• 在热交叉声中显示了~42%的减少.

结论:

• 新的TOPS设计为非标准的SOI平台提供了卓越的性能.
• 这种设计是使用这些新兴基板的先进PICs的重要组成部分.
• 优化的设计解决了电力消耗和热管理方面的关键挑战.