商用SiN MPW平台用于开发天文用中/高分辨率集成光子光谱仪的潜力
天体物理仪器与方法
2021-06-10 v1 仪器与探测器
光学
摘要
集成光子光谱仪提供了天文仪器极致小型化的途径，这将极大惠及极大望远镜和未来空间任务。这些器件首先需针对天文应用优化，包括设计、制造和现场测试。鉴于光子制造的高成本，多项目晶圆（MPW）SiN服务（用户购买晶圆的一部分）为开发该技术提供了便捷且负担得起的途径。在这项工作中，我们研究了MPW代工厂两种常用SiN波导几何形状即方形和矩形剖面的潜力，以确定它们如何影响围绕1.5 μm的中高分辨率阵列波导光栅光谱仪的性能。具体地，我们给出了关于模式尺寸、形状和偏振特性以及相位误差对吞吐量和串扰影响的详细模拟结果，以及一些耦合和传输损耗的实验室结果。根据MPW流片容差和我们的相位误差研究，我们估计利用MPW流片可开发R∼10,000的AWG，而利用更可靠的专用制造流片可实现更高分辨本领。取决于制造和设计优化，利用SiN平台可实现∼60%的吞吐量。因此，我们表明SiN MPW服务极具前景，并将在天文集成光子光谱仪开发中扮演关键角色。
引用
@article{arxiv.2106.04598,
title = {Potential of commercial SiN MPW platforms for developing mid/high-resolution integrated photonic spectrographs for astronomy},
author = {Pradip Gatkine and Nemanja Jovanovic and Christopher Hopgood and Simon Ellis and Ronald Broeke and Katarzyna Ławniczuk and Jeffrey Jewell and J. Kent Wallace and Dimitri Mawet},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.04598},
year = {2021}
}
备注
Accepted at Applied Optics, Special Issue on Astrophotonics (24 pages, 13 figures, 3 tables)