低损耗、硅基集成的氮化铝光子电路及其在电光信号处理中的应用
光学
2014-01-21 v1 材料科学
摘要
光子微型化要求线性与非线性光学元件的无缝集成，以同时实现被动和主动功能。在现有的材料体系中，硅光子学在光信号处理和片上光网络方面展现出巨大潜力。然而，硅仅限于 1100 nm 以上的波长，并且不能提供主动信号处理所需的最低阶光学非线性。在此，我们报道了在硅衬底上集成氮化铝（AlN）薄膜，以将主动功能引入芯片级光子学。利用 CMOS 兼容的溅射薄膜，我们制备了传播损耗低（0.6 dB/cm）的 AlN-on-insulator 波导。利用 AlN 固有的 Pockels 效应，我们演示了速率高达 4.5 Gb/s 且能耗极低（低至 10 fJ/bit）的电光调制。AlN 器件超宽的透明窗口也使得在可见光波长下的高速调制成为可能。我们低成本、宽带、无载流子的光子电路为微处理器芯片级的超低功耗和高速信号处理带来了希望。
关键词
引用
@article{arxiv.1401.4768,
title = {Low-loss, silicon integrated, aluminum nitride photonic circuits and their use for electro-optic signal processing},
author = {Chi Xiong and Wolfram H. P. Pernice and Hong X. Tang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1401.4768},
year = {2014}
}