高密度聚合物波导与硅光子集成的低损耗技术
光学
2025-06-05 v1 应用物理
摘要
共包装光学(Co-Packaged Optics)应用需要可扩展且高产率的光学接口解决方案，以实现低损耗、宽带且偏振无关的光学耦合，同时保持与电重分布常用方法的兼容性。本文提出两种异构集成技术，实现高密度的电光 I/O 连接，利用硅氮化物(SiN)波导与封装级聚合物光波导之间的准辐射耦合。在第一种方法中，直接在光子芯片表面进行光刻刻蚀制造聚合物波导，确保与常见的芯片-first fanout wafer-level 封装兼容。在第二种方法中，光子芯片通过翻转芯片键合至封装基板。两种技术均经实验验证，在O波段实现SiN与聚合物波导间接近1 dB的耦合效率，适用于TE和TM两种偏振。为优化两种波导之间的相位匹配条件，人们采用“Mono”方法设计了SiN 锐角梯度，这是集成多种光学元件的关键要求。这些结果表明聚合物波导在共包装光学应用中具有潜力，实现约2 dB 以下的芯片至芯片和芯片至光纤耦合损耗。
引用
@article{arxiv.2503.02712,
title = {Low-Loss Integration of High-Density Polymer Waveguides with Silicon Photonics for Co-Packaged Optics},
author = {Jef Van Asch and Jeroen Missinne and Junwen He and Arnita Podpod and Guy Lepage and Negin Golshani and Rafal Magdziak and Huseyin Sar and Hakim Kobbi and Swetanshu Bipul and Dieter Bode and Yoojin Ban and Filippo Ferraro and Joris Van Campenhout and Geert Van Steenberge},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.02712},
year = {2025}
}