硅光子学正迅速扩展到传感和微波光子学等新应用领域 [1]。此类应用需要可调谐滤波器,而可使用波导环形谐振器 (RR) 高效构建。此类无限脉冲响应 (IIR) 滤波器也可采用可配置的循环波导网格灵活实现,但由于光学长度较长且采用多个分立元件,因此品质因数 (Q) 和自由光谱范围 (FSR) 较低。此外,由于采用了热光驱动,当前代工平台中可用的有源元件功耗在 mW 级。基于 MEMS 的元件对于可编程电路而言颇具吸引力,因为它们可以在短光学长度内高效调整相位或功率,功耗低于 µW [2]。MEMS 执行器已用于可调 RR [3-5],但尚未出现可控制相位和两个耦合器的紧凑型分插环。 Chu 和 Hane 展示了一种光学长度极短、谐振调谐范围大的 RR,但 Q 值限制为 1.6 × 103 [ 3 ]。Park 等人报道了完全可重构环,但 FSR 低于 0.2 nm [ 5 ]。这里,我们展示了一个分插环谐振器,其 FSR 为 4 nm,并且对相位(失谐)和两个定向耦合器均进行了模拟控制。该设备是在 IMEC 的 iSiPP50G 代工平台上实现的,经过了一些后处理步骤。
可编程光子集成电路正成为量子信息处理和人工神经网络等应用的一个有吸引力的平台。然而,由于商业代工厂缺乏低功耗和低损耗的移相器,目前的可编程电路在可扩展性方面受到限制。在这里,我们在硅光子代工平台 (IMEC 的 iSiPP50G) 上展示了一种带有低功耗光子微机电系统 (MEMS) 驱动的紧凑型移相器。该设备在 1550 nm 处实现 (2.9 π ± π) 相移,插入损耗为 (0.33 + 0.15 − 0.10) dB,V π 为 (10.7 + 2.2 − 1.4) V,L π 为 (17.2 + 8.8 − 4.3) µ m。我们还测量了空气中的 1.03MHz 的驱动带宽 f − 3 dB。我们相信,我们在硅光子代工厂兼容技术中实现的低损耗和低功耗光子 MEMS 移相器的演示消除了可编程光子集成电路规模化的主要障碍。© 2021 美国光学学会