抽象光子学有望在量子技术中发挥独特的作用,用于计算,通信和传感。同时,具有固有的相位稳定性和高性能的纳米级成分,还具有缩放速度的途径。但是,每个集成平台都有一组独特的优势和陷阱,可以限制其力量。到目前为止,量子光子电路的最先进的演示是在硅光子中。但是,薄膜硅锂(TFLN)正在成为具有独特功能的强大平台。制造的进步使任何集成光子平台的损失指标具有竞争力,而其较大的二阶非线性则提供了有效的非线性处理和超快速调制。在这篇简短的综述中,我们探讨了动态量子电路的前景,例如多路复用光子源和纠缠产生 - 在硅(TFLN/SI)光子学上的混合TFLN(TFLN/SI)光子学上,并认为混合TFLN/SI光子学可能具有明天的光子量子技术的能力。
薄膜硅锂(基于TFLN)的电气调节器由于其宽带宽度,高消光比和低光学损失,因此在宽带光学通信中具有广泛的应用。然而,与基于硅和磷酸二磷脂(INP)的同行相比,TFLN表现出较低的调制效率。同时达到低驾驶电压和广泛的调节带宽会带来重大挑战。为了解决此限制,本文提出了进入设备的透明导电氧化物,导致超高调制的效率为1.02 V cm。制造的复合电极不仅达到了高调制的效率,而且还具有高的电磁带宽,正如108 GHz时的3 dB rol-O摄取所证明的,PAM-4信号在224 GBIT S-1处得到了传播。制造的设备为低成本,高性能调节器提供了新颖的解决方案,从而促进了基于TFLN的多通道光学发射器芯片的缩小尺寸。
摘要:交叉是密集波长多路复用(DWDM)应用程序中的关键设备之一。在这项研究中,设计,制造和表征了具有不对称的马赫德干涉仪结构的交叉裂料,并在杂化硅和尼贝特薄膜(SI-LNOI)中进行了表征。可以通过SI光子的成熟加工技术来制造基于Si-Lnoi的交叉研究,并且它可以使用LN的E-O效应来实现电光(E-O)调谐功能。在1530–1620 nm的范围内,交叉裂料达到了55 GHz的通道间距,灭绝比为12-28 dB。由于Si的巨大折射率,基于Si-Lnoi的Si加载带状波导具有紧凑的光学模式区域,这允许一个小的电极间隙提高对手杆的E-O调制效率。对于1 mm的E-O相互作用长度,E-O调制效率为26 pm/v。Interleaver将在DWDM系统,光学开关和过滤器中具有潜在的应用。
摘要:可调的光学微环形滤波器在光学通信,微波光子学和光子神经网络中起着重要作用。典型的微环滤波器基于微秒时间尺度的热光(TO)效应或具有有限的调谐范围的电用量(EO)效应。Here, we report a continuously tunable lithium niobate on insulator (LNOI) Vernier cascaded micro-ring filter with wire-bonded packaging integrated with both TO and EO tuning electrodes, featuring a 40-nm free spectral range (FSR), 2.3 GHz EO bandwidth, and a high sidelobe suppression ratio of 21.7 dB, simultaneously.我们的高性能光学微型环滤波器可能会成为未来LNOI光子电路的重要元素,并在高容量波长分段多发性多路复用(WDM)系统,宽带微波光子学,快速启用的外部外部腔激光器和高速光谱神经网络中应用。
薄膜硅锂(TFLN)已成为实现高性能芯片尺度光学系统的有前途的平台,涵盖了从光学通信到微波光子学的一系列应用。此类应用程序依赖于将多个组件集成到单个平台上。然而,尽管其中许多组件已经在TFLN平台上进行了证明,但迄今为止,该平台的主要瓶颈是存在可调,高功率和狭窄的芯片激光器的存在。在这里,我们使用光子线粘结解决了这个问题,将光学放大器与薄膜锂锂反馈电路集成在一起,并证明了扩展的腔二极管激光器,产生了78 MW的高芯片上功率,侧模式抑制较大,大于60 dB,大于43 nm的宽波长可调节性。在短时间内的激光频率稳定性显示了550 Hz的超鼻中固有线宽。长期记录表明,光子线键键激光器具有58小时的无模式操作的高无源稳定性,频率漂移仅为4.4 MHz/h。这项工作将光子线粘结验证为用于高性能在芯片激光器上的可行集成解决方案,为系统级别的升级和瓦特级输出功率打开了路径。
可扩展的光子量子计算架构对光子处理设备提出了严格的要求。对低损耗高速可重构电路和近乎确定性的资源状态生成器的需求是最具挑战性的要求之一。在这里,我们开发了一个基于薄膜铌酸锂的集成光子平台,并将其与基于纳米光子波导中量子点的确定性固态单光子源接口。生成的光子由可编程速度为几千兆赫的低损耗电路处理。我们利用高速电路实现了各种关键的光子量子信息处理功能,包括片上量子干涉、光子解复用和四模通用光子电路的可重编程性。这些结果为可扩展光子量子技术指明了一条有希望的未来道路,即通过以异构方式将集成光子学与固态确定性光子源相结合来实现扩展。
据我们所知,这是在 LNOI 平台上首次演示高阶模式通带滤波器。我们的模式滤波器体积小、损耗低、MER 高、功能可扩展,与其他材料平台上报道的器件相比,是一种极具吸引力的选择(详情请参阅支持信息 S5)。此外,我们的器件还可以使用微电子行业开发的成熟的 CMOS 兼容蚀刻工艺来制造,同时保留了基于 LNOI 平台探索高速电光器件和高效光学非线性器件的能力。
摘要:薄膜硅锂(TFLN)光子学的最新进展导致了新一代的高性能电磁设备,包括调节器,频率梳子和微波炉到光传感器。然而,依赖于全光非线性的TFLN基于TFLN的设备受到了准阶段匹配(QPM)的敏感性的限制,该设备通过铁电极通过制造公差实现。在这里,我们提出了一个可扩展的制造工艺,旨在改善TFLN中光频率混合器的波长 - 准确性。与常规的极前蚀刻方法相反,我们首先定义了TFLN中的波导,然后执行铁电孔。此序列允许在波导定义之前和之后进行精确的计量学,以完全捕获几何缺陷。系统误差也可以通过测量设备的子集进行校准,以填充QPM设计,以在晶圆上剩余的设备。使用这种方法,我们制造了大量的第二次谐波生成设备,旨在生成737 nm的光,其中73%的靶标在目标波长的5 nm之内。此外,我们还通过覆层沉积展示了设备的热点调整和修剪,前者将约96%的测试设备带到了目标波长。我们的技术使集成量子频转换器,光子对源和光学参数放大器的快速增长,从而促进基于TFLN的非线性频率混合器集成到更复杂和功能性光子系统中。
双对数尺度中的频率,以及带有斜率的线性拟合线〜2验证二次功率依赖性。