通过声子介导的 Autler-Townes 分裂实现电驱动线性光学隔离
光学
2021-11-10 v2 应用物理
摘要
光隔离器是几乎所有光子系统中不可或缺的组件，因其有助于确保单向性并提供针对不良反射的关键保护。虽然商用隔离器完全基于磁光（MO）原理构建，但由于需要专用材料，它们不易在光子集成电路中实现。重要的是，MO 效应通常较弱，尤其在较短波长处。这些挑战整体上激发了针对非 MO 替代方案的广泛研究。然而迄今为止，尚无替代技术能够同时在片上结合线性（即无频移）、线性响应（即输入输出缩放）、超低插入损耗与大方向对比度。在此我们展示一种光隔离器设计，其利用了短的高品质介电波导无与伦比的透明度，以及临界耦合吸收体的近乎完美衰减。我们的设计概念使用铌酸锂跑道谐振器实现，其中声子介导的 Autler-Townes 分裂（ATS）打破了共振模式的手性对称。我们展示了由同一铌酸锂绝缘体上晶圆制造的、在 1550 nm 与 780 nm 附近相隔一个倍频程波长的片上光隔离器。线性光学隔离以同时 <1 dB 插入损耗、>39 dB 对比度以及与所用光学模式一样宽的带宽得以展示。我们的结果在插入损耗与隔离器优值上均优于当前片上最佳同类 MO 隔离器，并展示了尚无法由任何 MO 隔离器实现的 lithographically 定义的波长适应性。
引用
@article{arxiv.2104.04803,
title = {Electrically driven linear optical isolation through phonon mediated Autler-Townes splitting},
author = {Donggyu Sohn and Oğulcan E. Örsel and Gaurav Bahl},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.04803},
year = {2021}
}