面向无校准硅基马赫-曾德尔开关的研究
应用物理
2021-10-26 v1 光学
摘要
硅光子马赫-曾德尔开关（MZSs）作为实用光互连的有力候选已得到广泛研究。然而，传统的 2×2 MZSs 通常因制备不完善而易受两臂波导尺寸变化的影响，导致两臂间产生显著的随机相位失配，从而给进一步扩展 NN 个 MZSs 带来重大挑战。本文提出一种面向无校准 2×2 与 N×N MZSs 的新颖设计，采用最优加宽臂波导，并由集成了模式滤波器的新型紧凑锥形欧拉 S 弯实现。基于标准 180 nm CMOS 代工工艺，我们制备并表征了三十余个采用新设计的 2×2 MZSs 以及一个 4×4 Benes MZS。与臂波导宽 0.45 μm 的传统对应器件相比，本 2×2 MZSs 的随机相位失配降低了约 370 倍。在完全交叉态下工作的本 2×2 与 4×4 MZSs，在约 60 nm 波长范围内测得的消光比分别约为 30 dB 和 20 dB，且无需任何校准。该工作为无校准大规模 N×N 硅光子 MZSs 铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2110.12850,
title = {Towards calibration-free Mach-Zehnder switches on silicon},
author = {Lijia Song and Tangnan Chen and Weixi Liu and Hongxuan Liu and Yingying Peng and Zejie Yu and Huan Li and Yaocheng Shi and Daoxin Dai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.12850},
year = {2021}
}