通过双层波导来克服SiN非线性光子中的应力限制
Karl J McNulty1, Shriddha Chaitanya1, Swarnava Sanyal2
1Department of Electrical Engineering, Columbia University, New York, NY 10027, USA.
Nanophotonics (Berlin, Germany)
|November 17, 2025
概括
我们开发了一种新的化 (SiN) 双层波导,用于芯片上的非线性光子学. 这种方法克服了薄膜裂纹问题,使得像克尔频这样的高性能设备成为可能.
科学领域:
- 光子学是指光子学的使用方法.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 化 (SiN) 是芯片上非线性光子学的一个有前途的材料,由于其低损耗和高非线性指数.
- 通过LPCVD的高厚SiN沉积会引起薄膜应力,导致裂并限制光子学中的可扩展性.
研究的目的:
- 为了克服非线性光子学高压LPCVDSiN的局限性.
- 为了实现高性能SiN基光子设备的可扩展制造.
主要方法:
- 提出了一个双层波导结构,将LPCVD SiN和低应力PECVD SiN结合起来.
- 研究的小组在1550 nm的速度分散调.
- 制造的低损耗共振器和证明的克尔频率.
主要成果:
- 在没有薄膜裂纹的情况下实现了组速度分散调整.
- 制造的共振器具有超过100万的内在质量因子.
- 演示了一个锁定,正常分散的克尔频率,在C频段跨越120nm,在芯片上有350μW的功率.
结论:
- 拟议的SiN双层波导方案有效地减轻了薄膜应力和裂纹问题.
- 这种方法使得高性能非线性光子设备的可扩展制造成为可能,包括宽带克尔频.


