基于相变材料的超紧凑、节能非易失性光子开关设计
光学
2024-09-05 v1 信号处理
摘要
片上光子开关是光子集成电路（PIC）的关键构建模块，而相变材料（PCM）的集成使得非易失性开关设计具有紧凑、低损耗和节能的特点。现有的基于这些材料的开关设计通常依赖于弱的倏逝场相互作用，导致器件尺寸大、能耗高。在这里，我们提出了一种紧凑的非易失性2×2开关设计，利用槽波导模式中的光学集中来显著增强光与PCM的相互作用，从而实现紧凑、高效的光子开关。为了进一步提高器件的能效，我们引入了一个集成的单层石墨烯加热器，用于PCM的超快电热切换。计算模拟表明，一个2×2开关在1550 nm波长下串扰（CT）低至-24 dB，并且具有超过55 nm的0.3 dB插入损耗（IL）带宽。所提出的光子开关架构可以构成下一代高性能可重构光子电路的基石。
引用
@article{arxiv.2405.07809,
title = {Design of an ultra-compact, energy-efficient non-volatile photonic switch based on phase change materials},
author = {Khoi Phuong Dao and Juejun Hu and Richard Soref},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.07809},
year = {2024}
}