全对称可控集成三谐振腔光子分子

光子分子可用于实现复杂的光学能态与模式，类似于分子中者，其性质可用于光谱工程与量子光学等应用。由于高品质因子光子集成环形谐振腔具有窄的原子般光谱共振、可调谐性，以及能在光子电路上扩展谐振腔数量的能力，利用其实现光子分子是可取的。然而，为充分利用分子光谱复杂性与调谐自由度，谐振腔结构应在谐振腔间耦合与谐振腔-波导耦合方面具有完全对称性，具备独立的共振调谐，并在可扩展集成平台中实现低功耗运行。迄今，光子分子对称性仅限于耦合到单或双总线上的双腔与三腔几何，且共振调谐仅限于双谐振腔分子。本文中，我们演示了一个三谐振腔光子分子，由对称耦合的811万本征Q氮化硅环组成，其中每个环与另两个环耦合。每个环及集体分子的共振由低功耗、单片集成薄膜锆钛酸铅(PZT)致动器控制，该致动器与超低损耗氮化硅谐振腔集成。此性能在未采用欠刻蚀波导下实现， yielding 了迄今PZT控制谐振腔的最高Q。该进展实现了在晶圆级集成平台中对复杂光子分子共振光谱与分裂的完全控制。所得六个可调超模可被完全控制，包括简并、位置与分裂，并可借助能准确预测能模、传输光谱与可调共振分裂的模型进行设计。