Аннотация:Без 1550 нм изолятор нигезендә литий танталат дулкын саклагычын эшләдек, 0,28 дБ / см югалту һәм 1,1 миллион боҗралы резонатор сыйфаты факторы. Line (3) сызыксыз фотоникада сызыксызлыкның кулланылышы өйрәнелде. Литий ниобатның изолятордагы өстенлекләре (LNoI), ул "ins (2) һәм χ (3) сызыксыз характеристикаларын күрсәтә, аның" изоляторы "структурасы аркасында көчле оптик чикләү, ультрафаст өчен дулкын саклау технологиясендә зур уңышларга китерде. модульаторлар һәм интеграль сызыксыз фотоника [1-3]. ЛНга өстәп, литий танталат (LT) сызыксыз фотоник материал буларак тикшерелгән. LN белән чагыштырганда, LT оптик зыянның бусагасы һәм киң оптик ачыклык тәрәзәсенә ия [4, 5], ләкин оптик параметрлары, мәсәлән, реактив индекс һәм сызыксыз коэффициентлар LN параметрларына охшаш [6, 7]. Шулай итеп, LToI югары оптик көчле сызыксыз фотоник кушымталар өчен тагын бер көчле кандидат материалы булып аерылып тора. Моннан тыш, LToI югары тизлекле мобиль һәм чыбыксыз технологияләрдә кулланыла торган акустик дулкын (SAW) фильтр җайланмалары өчен төп материалга әйләнә. Бу контекстта LToI ваферлары фотоник кушымталар өчен киң таралган материал булырга мөмкин. Ләкин, бүгенге көнгә, LToI нигезендә берничә фотоник җайланма гына хәбәр ителде, мәсәлән, микродиск резонаторлары [8] һәм электро-оптик фаза сменалары [9]. Бу кәгазьдә без аз югалткан LToI дулкынландыргычын һәм аны боҗра резонаторында куллануны тәкъдим итәбез. Өстәвенә, без LToI дулкын саклагычының χ (3) сызыксыз характеристикаларын тәкъдим итәбез.
Төп фикерләр:
• 4 дюймнан 6 дюймга кадәр LToI ваферлары, нечкә пленкалы литий тантал ваферлары тәкъдим итәләр, өске катлам калынлыгы 100 нмнан 1500 нмга кадәр, эчке технологияләр һәм җитлеккән процесслар кулланып.
• SINOI: Ультра-аз югалту кремний нитрид нечкә пленка ваферлары.
• СИКОИ: Кремний карбид фотоник интеграль схемалар өчен югары чисталык ярым изоляцион кремний карбид нечкә пленка субстратлары.
• LTOI: Литий ниобат, нечкә фильмлы литий тантал ваферларына көчле көндәш.
• LNOI: 8 дюймлы LNOI зур масштаблы нечкә фильмлы литий ниобат продуктларын массакүләм җитештерүне тәэмин итә.
Изолятор дулкын саклагычларында җитештерү:Бу тикшеренүдә без 4 дюймлы LToI ваферларын кулландык. Lгары LT катламы - SAW җайланмалары өчен коммерция 42 ° әйләнгән Y-киселгән LT субстрат, ул 3 мм калынлыктагы җылылык оксиды катламы белән турыдан-туры бәйләнгән, акыллы кисү процессын куллана. Рәсем 1 (а) LToI ваферының өске күренешен күрсәтә, иң югары LT катлам калынлыгы 200 нм. Атом көче микроскопиясен (AFM) кулланып, югары LT катламының өслегенең тупаслыгын бәяләдек.
Рәсем 1.а) LToI ваферының өске күренеше, б) иң югары LT катламы өслегенең AFM образы, в) иң югары LT катламы өслегенең PFM образы, г) LToI дулкын саклагычының схематик кисемтәсе, (e) исәпләнгән фундаменталь TE режимы профиле, һәм (f) LTOI дулкын саклагычының SEM образы SiO2 каплагычына кадәр. 1-нче рәсемдә күрсәтелгәнчә, өслекнең тупаслыгы 1 нмнан да ким, һәм сызу сызыклары күзәтелмәде. Өстәвенә, без югары LT катламының поляризация торышын пиезоэлектрик җавап көче микроскопиясе (PFM) ярдәмендә тикшердек, 1 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә. Бердәм поляризация бәйләү процессыннан соң да сакланганын расладык.
Бу LToI субстратын кулланып, без дулкын саклагычын түбәндәгечә ясадык. Беренчедән, металл маска катламы LT-ның соңрак коры эфиры өчен салынган. Аннары, металл маска катламы өстендәге дулкын саклагычының төп үрнәген билгеләү өчен электрон нур (EB) литографиясе башкарылды. Алга таба, без EB каршылык үрнәген металл маска катламына коры эфир аша күчердек. Аннан соң, LToI дулкынландыргыч үзәге үзәк циклотрон резонансы (ECR) плазма эфиры ярдәмендә барлыкка килде. Ниһаять, металл маска катламы дым процессы аша алынды, һәм SiO2 каплагыч плазманы көчәйтелгән химик пар парламенты ярдәмендә урнаштырылды. Рәсем 1 (г) LToI дулкын саклагычының схематик кисемтәсен күрсәтә. Гомуми үзәк биеклеге, тәлинкә биеклеге һәм үзәк киңлеге тиешенчә 200 нм, 100 нм, һәм 1000 нм. Игътибар итегез, оптик җепсел кушылу өчен дулкын киңлегендә үзәк киңлек 3 мм га кадәр киңәя.
Рәсем 1 (e) 1550 нм тирәсендә төп трансверс электр (TE) режимының исәпләнгән оптик интенсив бүленеше күрсәтелә. Рәсем 1 (f) SiO2 каплагычын урнаштырганчы LToI дулкынландыргыч үзәгенең электрон микроскоп (SEM) рәсемен күрсәтә.
Дулкын саклагыч үзенчәлекләре:Без башта сызыклы югалту характеристикаларын 1550 нм дулкын озынлыгы көчәйтелгән үз-үзеннән чыгару чыганагыннан TE-поляризацияләнгән яктылыкны төрле озынлыктагы LToI дулкын саклагычларына кертеп бәяләдек. Таралу югалуы дулкын саклагыч озынлыгы һәм һәр дулкын озынлыгында тапшыру арасындагы бәйләнеш кырыннан алынган. 2лчелгән таралу югалтулары 0,30, 0,28, һәм 0,26 dB / см, 1530, 1550, һәм 1570 нм, 2 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә. Ясалган LToI дулкын саклагычлары заманча LNoI дулкын саклагычлары белән чагыштырырлык аз югалту күрсәткечләрен күрсәттеләр [10].
Алга таба, без дүрт дулкынлы катнашу процессында тудырылган дулкын озынлыгы конверсиясе аша χ (3) сызыксызлыкны бәяләдек. Без 1550,0 нм өзлексез дулкын насосын һәм 1550,6 нм сигнал яктылыгын 12 мм озынлыктагы дулкын саклагычына кертәбез. 2-нче рәсемдә күрсәтелгәнчә, фаз-конжугат (эшсез) яктылык дулкынының сигнал интенсивлыгы кертү көчен арттыру белән артты. 2-нче рәсемдәге керем дүрт дулкынлы катнашуның типик спектрын күрсәтә. Керү көче һәм конверсия эффективлыгы арасындагы бәйләнештән без сызыксыз параметрны (γ) якынча 11 W ^ -1m дип бәяләдек.
Рәсем 3.а) Ясалган резонаторның микроскоп образы. б) Төрле аерма параметрлары булган боҗра резонаторының тапшыру спектры. в) 1000 нм аралыгы булган боҗра резонаторының үлчәнгән һәм Лорентзян белән җиһазландырылган спектры.
Аннары, без LToI боҗрасы резонаторы ясадык һәм аның характеристикаларын бәяләдек. Рәсем 3 (а) ясалган боҗра резонаторының оптик микроскоп образын күрсәтә. Шакмак резонаторында "ипподром" конфигурациясе бар, радиусы 100 мм һәм туры озынлыгы 100 мм булган кәкре төбәктән тора. Шакмак белән автобус дулкыны үзәге арасындагы аерма киңлеге 200 нм артуда үзгәрә, махсус 800, 1000, 1200 нм. Рәсем 3 (б) һәр бушлык өчен тапшыру спектрын күрсәтә, юкка чыгу коэффициенты аерма зурлыгы белән үзгәрүен күрсәтә. Бу спектрлардан без 1000 нм аерма критик кушылу шартларын диярлек тәэмин итә, чөнки ул -26 dB иң югары юкка чыгу коэффициентын күрсәтә.
Критик кушылган резонатор кулланып, без сыйфат факторын (Q факторы) сызыклы тапшыру спектрын Лоренция кәкресе белән туры китереп бәяләдек, 3 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә 1,1 миллион эчке Q факторын алдык. Безнең белүебезчә, бу LToI боҗрасы резонаторының дулкынландыргыч белән беренче күрсәтүе. Шунысы игътибарга лаек, без ирешкән Q фактор бәясе җепселле LToI микродиск резонаторларына караганда күпкә югарырак [9].
Йомгаклау:Без 1550 нм 0,28 дБ / см югалту белән LToI дулкынландыргычын эшләдек, 1,1 млн. Алынган спектакль заманча аз югалту LNoI дулкынландыргычлары белән чагыштырыла. Өстәвенә, без чиптагы сызыксыз кушымталар өчен җитештерелгән LToI дулкынландыргычының χ (3) сызыксызлыгын тикшердек.
Пост вакыты: 20-2024 ноябрь