纳米级高静态性能相变开关型硅光子通断光开关的设计
应用物理
2018-12-05 v1 光学
摘要
我们报道了一种高静态性能通断光开关的设计，其采用嵌入绝缘体上硅波导中的纳米级相变材料 Ge2Sb2Te5。该活性材料可利用电/光脉冲在非晶态与晶态之间切换。由于 Si-Ge2Sb2Te5 界面处的高折射率变化以及 Ge2Sb2Te5 中的吸收，穿过硅波导的基模传播特性发生剧烈改变。该光开关由硅波导构成，其中嵌入体积为 400 nm x 180 nm x 450 nm（长 x 高 x 宽）的 Ge2Sb2Te5，在 1550 nm 通信波长下通态提供 43 dB 的高消光比与 2.76 dB 的低插入损耗。插入损耗与消光比之间存在权衡。对于 10 dB 消光比，插入损耗可低至 1.2 dB，且相应活性体积也相当小（100 nm x 150 nm x 450 nm（长 x 高 x 宽））。此外，光谱响应研究表明该开关在 1500-1600 nm 波长范围内保持大于 30 dB 的消光比。本文所报道光开关的高静态性能，是活性体积尺寸工程及其在绝缘体上硅波导中集成的直接结果。我们还提出了考虑静态性能相关参数的非易失光开关优值系数。
引用
@article{arxiv.1807.07114,
title = {Design of nano-scale high static performance phase-change on-off silicon photonic switch},
author = {Nadir Ali and Rajesh Kumar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.07114},
year = {2018}
}