1550 nm混合VO2:硅波导中的亚皮秒全光开关
光学
2020-07-07 v1
摘要
在硅波导结构中实现超快全光开关，是迈向能够处理日益增长的高速、高容量信息传输需求的集成平台的关键里程碑。鉴于硅中微弱的电光与热光效应，将另一种材料（包括相变材料二氧化钒(VO2)）集成到波导中实现开关的混合结构引起了强烈兴趣。人们早已知道VO2中的相变可由超快激光脉冲触发，且泵浦激光能量密度是调控近800 nm飞秒激光脉冲辐照薄膜恢复时间的关键参数。然而，薄膜实验并不能先验地可靠指导在片上硅光子学中使用VO2进行全光开关，原因在于通信波段VO2光学常数的巨大变化、低插入损耗的要求，以及集成光子系统中允许开关能量的限制。本文报道了首次测量，表明当微小VO2体积作为调制元件集成于硅波导中时，VO2中可逆的超快光致相变可被利用来实现亚皮秒开关。阈值以上的开关能量约为600 fJ/次。这些结果表明，VO2现在可作为具有亚皮秒通断时间的全光开关的有力候选者。
引用
@article{arxiv.2007.02812,
title = {Sub-picosecond all-optical switching in a hybrid VO2:silicon waveguide at 1550 nm},
author = {Kent A. Hallman and Kevin J. Miller and Andrey Baydin and Sharon M. Weiss and Richard F. Haglund},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.02812},
year = {2020}
}
备注
Main text 6 pages, 4 figures. Supplementary Information 9 pages, 7 figures