二氧化硅上磷化镓光子器件

利用磷化镓开发集成光子电路需要一种稳健、可扩展的GaP-on-insulator器件制造工艺。在此我们展示了首个SiO$_2$上的GaP光子器件。该工艺利用GaP/Al$_x$Ga$_{1-x}$P/GaP异质结构直接晶圆键合到SiO$_2$-on-Si晶圆上，随后去除GaP衬底和Al$_x$Ga$_{1-x}$P终止层。光栅耦合器、波导和环形谐振器等光子器件通过电感耦合等离子体反应离子刻蚀在顶部GaP器件层中图案化。所制造光栅耦合器的峰值耦合效率高达4.8 dB。利用环形谐振器观察到17000的光学品质因数以及二次和三次谐波生成。由于GaP的大带隙在通信波长处提供低双光子吸收，本工作实现的GaP-on-insulator光子器件的高良率制造对于纳米光子学应用尤其令人关注，其中高品质因数或低模式体积可产生高电场强度。大带隙还实现了在可见光波长下工作的集成光子器件。