混合双曲材料/硅波导异质结构中的中红外与近红外光导波
光学
2020-06-15 v1 应用物理
摘要
硅波导已实现片上近红外光信号的大规模操控与处理。然而，将导波带宽拓展至其他频率将进一步提升硅作为光子学平台的功能性。通过集成额外架构进行频率复用是一种解决思路，但由于随自由空间波长缩放，在现有外形尺寸内设计和集成颇具挑战。在此，我们展示六方氮化硼（hBN）/硅混合波导可分别实现中红外（6.5-7.0 um）与通信（1.55 um）频段的双带工作。我们的器件通过无光刻将hBN转移至硅波导上实现，在保持近红外工作的同时，hBN中双曲声子极化激元（HPhPs）的中红外波导效应由硅波导与周围空气间的折射率对比所诱导，从而免除了对hBN有害刻蚀的需要。我们验证了HPhP波导在直行与弯曲轨迹中的行为，并在解析波导理论框架内确认了其传播特性。该方法例证了一种基于双曲介质与硅光子学集成以实现片上光子系统频率复用的可推广方法。
引用
@article{arxiv.2006.06920,
title = {Guided Mid-IR and Near-IR Light within a Hybrid Hyperbolic-Material/Silicon Waveguide Heterostructure},
author = {Mingze He and Sami I. Halimi and Thomas G. Folland and Sai S. Sunku and Song Liu and James H. Edgar and Dmitri N. Basov and Sharon M. Weiss and Joshua D. Caldwell},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.06920},
year = {2020}
}