用于高 Q 值集成非线性光子学的非晶金属氧化物混合物
光学
2025-08-21 v1 应用物理
摘要
在集成光子学中，材料选择对于设计器件特性无处不在，而改变材料成分则远不那么常见。由于相位匹配是一个额外的目标，沉积和图案化薄膜的限制使得集成非线性光子学的使用仅限于少数几种材料。在此，我们探索了一种由二氧化钛（TiO2）和五氧化二钽（Ta2O5）组成的非晶金属氧化物混合物，其中材料成分是增强和定制光子学特性的一种工具。特别是，二氧化钛的加入降低了五氧化二钽薄膜中的氧缺陷密度，同时保持了可比的克尔非线性折射率。通过室温下的离子束溅射，我们沉积了一层厚的、超低损耗的二氧化钛-五氧化二钽薄膜，并对其进行纳米图案化以创建微谐振器频率梳。二氧化钛-五氧化二钽微谐振器具有更低的损耗、更高的折射率以及减少的光学吸收和光折变效应。具体而言，二氧化钛-五氧化二钽混合物使微谐振器品质因数高达 ，并使光学吸收直接降低了 1.7 倍。我们的工作表明，在金属氧化物混合物中，成分是与纳米制造工艺和光子学设计并列的设计参数，用于集成非线性光子学。
引用
@article{arxiv.2508.14887,
title = {Amorphous metal oxide mixtures for high-Q integrated nonlinear photonics},
author = {Alexa R. Carollo and Atasi Dan and Haixin Liu and David R. Carlson and Jennifer A. Black and Scott B. Papp},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.14887},
year = {2025}
}