基于低损耗氧化铝压电光力学光子电路的CMOS制造紫外光调制器
光学
2025-05-23 v3 应用物理
量子物理
摘要
紫外光（UV）和近紫外波长对于许多重要的光学跃迁至关，这些跃迁对于量子技术以及生物和化学检测机制的各种传感器具有重要意义。然而，所有已知的光子平台在紫外波段的损耗都过高，这阻碍了光子集成电路（Photonic Integrated Circuit, PIC）用于解决这些及其他重要应用领域。采用低损耗氧化铝芯的光子波导日益成为一种有前景的解决方案，因为氧化铝具有较大的光学带隙，并且由原子层沉积（Atomic Layer Deposition）制造的薄膜质量较高。然而，据我们所知，仅使用热光调谐技术即可实现活性氧化铝PIC，这会导致开关速度小于1微秒、较高的电路密度以及不支持低温运行。本文我们引入一种基于CMOS制造、压电光力学PIC平台的新方法，采用氧化铝波导实现紫外波长的低光学损耗，并配备氮化铝压电应变致动器，以解决热调谐的问题。我们展示了一个高性能、可重构的光学滤波器，可在最低320 nm的波长处工作。该滤波器具有6纳秒的开关时间、3.3 GHz的加载 linewidth、-120 MHz/V的调谐速率，以及小于20 nW的保持功率。
引用
@article{arxiv.2407.00469,
title = {CMOS-fabricated ultraviolet light modulators using low-loss alumina piezo-optomechanical photonic circuits},
author = {Zachary A. Castillo and Roman Shugayev and Daniel Dominguez and Michael Gehl and Nicholas Karl and Andrew Leenheer and Bethany Little and Yuan-Yu Jau and Matt Eichenfield},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.00469},
year = {2025}
}