基于拓扑单向导引共振实现的超低损耗光互连
光学
2023-06-16 v1 应用物理
摘要
将光子芯片与片外组件互连的光栅耦合器对各种光电子应用至关重要。尽管过去数十年付出诸多努力，现有光栅耦合器仍受能量效率低下的困扰，从而阻碍光子集成向更大规模发展。本文从理论上提出并实验演示了一种利用拓扑单向导引共振（UGRs）实现超低损耗光栅耦合器的方法。借助 UGRs 的单向发射特性，无需在底部放置反射镜即可大幅抑制无用的向下辐射。通过调控色散并渐变光栅几何结构，我们在 340 nm 绝缘体上硅平台上实现了损耗创纪录低至 0.34 dB、在 1550 nm 通信波长下带宽超过 30 nm 的光栅耦合器。我们进一步展示了一对光栅耦合器用作光过孔，以仅 0.94 dB 的损耗互连两片堆叠光子芯片。我们的工作揭示了硅光子学高能效光互连的可行性，并为从光通信到光子计算等应用的大规模光子集成铺平道路。
引用
@article{arxiv.2306.09027,
title = {Ultra-low-loss optical interconnect enabled by topological unidirectional guided resonance},
author = {Haoran Wang and Yi Zuo and Xuefan Yin and Zihao Chen and Zixuan Zhang and Feifan Wang and Yuefeng Hu and Xiaoyu Zhang and Chao Peng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.09027},
year = {2023}
}
备注
21 pages, 5 figures