氮化硅光子集成电路中的百万 Q 值双偏振微法布里-珀罗谐振器
光学
2025-09-09 v2
摘要
小型化的法布里-珀罗驻波谐振器和回音廊行波谐振器构成了光子集成电路的基础构建模块。虽然这两种架构都通过高 Q 值和双偏振操作提供了变革性的潜力，但集成的法布里-珀罗谐振器在紧凑的占用空间内同时实现基横磁 (TM0) 和横电 (TE0) 模式的超高 Q 值和宽带热调谐性方面面临重大挑战——这主要是由于传统芯片级反射器中存在偏振相关损耗。在这里，我们通过展示一种集成的氮化硅双偏振微法布里-珀罗谐振器克服了这一限制，该谐振器具有偏振不敏感的 Sagnac 环反射器和多模波导，可有效抑制损耗并实现基横磁 (TM0) 和横电 (TE0) 模式的高性能。该器件分别实现了 2.38*106 (TM0) 和 3.48*105 (TE0) 的创纪录加载品质因数，本征品质因数将更高。此外，这两种模式均被在整个自由光谱范围内进行调谐，约为 0.111 nm (TM0) 和 0.112 nm (TE0)，热调谐效率约为 1.04 pm/mW (TM0) 和 1.24 pm/mW (TE0)。这些进展为光学传感器、非线性及集成量子光子学中的紧凑型高性能双偏振谐振器确立了新的基准。
引用
@article{arxiv.2509.04783,
title = {Million-Q Dual-Polarization Micro-Fabry-Perot Resonators in Silicon Nitride Photonic Integrated Circuits},
author = {Ziyang Xiong and Tong Lin and Liu Li and Hao Deng and Shihua Chen and Junpeng Lu and Zhenhua Ni},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.04783},
year = {2025}
}
备注
9 pages,6 figures