硅光子学中基于 ITO 的 0.52 V·mm Mach-Zehnder 调制器
应用物理
2018-09-12 v1 光学
摘要
电光调制器将电子信号转换至光域,是现代电信网络、射频光子学以及量子光子学与光束转向等新兴应用中的关键组件。所有这些应用都需要紧凑、电压高效、可与硅光子平台无缝集成并具备近 CMOS 材料工艺协同效应的集成调制器方案。然而,现有集成调制器难以满足这些要求。相反,与 Si 光子学异质集成的新兴电光材料为器件工程开辟了新途径。氧化铟锡(ITO)正是这样一种用于 Si 异质集成的引人注目的材料,其在电信频段展现出以单位量级折射率为特征的强电光效应。在此,我们克服了这些限制,展示了一种基于马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的单片集成 ITO 电光调制器,其具备高性能的半波电压与有源器件长度乘积,VpL = 0.52 V·mm。我们展示了单位量级的强折射率变化如何实现 30 微米短的 pi 相移器,使 ITO 工作在远离 epsilon-near-zero(ENZ)点的折射率主导区。该器件通过实验证实了 ITO 中的电相位偏移,使其可用于包括密集片上通信网络、光子神经网络中激活函数的非线性以及用于 LiDAR 的相控阵应用等多方面的应用。
引用
@article{arxiv.1809.03544,
title = {0.52 V-mm ITO-based Mach-Zehnder Modulator in Silicon Photonics},
author = {Rubab Amin and Rishi Maiti and Caitlin Carfano and Zhizhen Ma and Mohammad H. Tahersima and Yigal Lilach and Dilan Ratnayake and Hamed Dalir and Volker J. Sorger},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.03544},
year = {2018}
}