基于铁离子二维材料的混合硅光子学中的电光调谐解锁
光学
2023-10-12 v1 应用物理
摘要
可调光学材料是现代光电子学中不可或缺的元素，尤其在集成光子电路中，精确控制有效折射率对于多种应用至关重要。二维材料如过渡金属硫族化物（TMDs）和石墨烯对外加刺激表现出显著的光学响应。然而，在紧凑尺寸内实现宽谱的显著调制，同时以低信号损耗进行精确相位控制，仍是一项持续挑战。本工作中，我们揭示了近红外波段多层铁离子二维材料CuCrP2S6（CCPS）的稳健电折射响应。通过将CuCrP2S6集成至SiPh微环谐振器（MRR）中，我们增强了光-物质相互作用以及对微小相位与吸收变化的测量灵敏度。结果表明，电驱动铜离子可调控有效折射率，量级达2.8×10⁻³ RIU（折射率单位），同时保持消光比和谐振线宽。值得注意的是，这些器件表现出2.7 dB/cm的低光学损耗与0.25 V·cm的优异调制效率，且所有器件的谐振波长均呈现一致的蓝移。这些结果优于先前基于TMDs的移相器发现。因此，CCPS集成赋予了类似于高折射率有源介电材料的特性。此外，我们展示了电光调谐对光偏振的敏感性，为多功能光操控开辟了途径。双端CCPS器件的双光电与离子电子能力具有广阔潜力，涵盖相控阵、光交换及光敏人工突触中的神经形态系统等应用。
引用
@article{arxiv.2310.07382,
title = {Unlocking Electro-Optic Tuning in Hybrid Silicon Photonics Based on Ferroionic 2D Materials},
author = {Ghada Dushaq and Solomon Serunjogi and Srinivasa R. Tamalampudi and Mahmoud Rasras},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.07382},
year = {2023}
}