拓展全集成光子学的光谱范围
光学
2021-12-13 v2 应用物理
摘要
集成光子学已深刻影响了支撑现代社会的广泛技术。在芯片上制造完整光学系统的能力提供了无与伦比的可扩展性、重量、成本与功耗效率。在过去十年中，从纯III-V族材料平台向硅光子学的演进，通过将集成激光器与商业电子工业的大批量先进制造能力相结合，显著拓宽了集成光子学的应用范围。然而，尽管具有显著的制造优势，对硅基波导的依赖目前限制了光子集成电路（PICs）可用的光谱窗口。在此，我们通过在Si晶圆上将III-V族材料与氮化硅（SiN）波导直接结合，提出了新一代集成光子学。利用该技术，我们展示了波长短于硅带隙的首个全集成PICs，演示了包括激光器、光电探测器、调制器与无源器件在内的基本光子构建模块，均工作于亚微米波长。利用该平台，我们在短波长集成激光器中实现了前所未有的相干性与可调谐性。此外，通过利用这一更高光子能量，我们展示了优异的高温性能，并首次在高温下实现kHz量级本征线宽。鉴于短波长处的诸多潜在应用，该集成策略的成功开启了广泛的新型集成光子学应用。
引用
@article{arxiv.2112.02923,
title = {Extending the spectrum of fully integrated photonics},
author = {Minh Tran and Chong Zhang and Theodore Morin and Lin Chang and Sabyasachi Barik and Zhiquan Yuan and Woonghee Lee and Glenn Kim and Aditya Malik and Zeyu Zhang and Joel Guo and Heming Wang and Boqiang Shen and Lue Wu and Kerry Vahala and John Bowers and Tin Komljenovic and Hyundai Park},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.02923},
year = {2021}
}