最近,包括QCI在内的世界各地的Scien?sts已经证明了将大量信息编码到单个光子上的能力。能够密集地编码Informa?On上的光子并将其结合到很小的空间的能力,使其非常适合在Op?Cal Compu?Ng ng发动机上使用。此外,由于光子几乎不会产生热量,因此非常适合用于要求构成应用程序。例如,大规模组合使用的所有能量中,将近43%用于冷却。今天,这是一个惊人的110多瓦姆小时的电力,每年仅用于冷却数据中心。AC中的光子无热量。结果,基于光子的系统不能像电子系统那样过热。这不仅使基于光子的系统更便宜且易于操作,而且还会产生较少的“噪声”或“发行”,因为它们不是属的热量,因为它们不是属的热量。
最近的薄膜锂锂(TFLN)的出现扩展了综合光子学的景观。这是通过TFLN晶圆的商业化和TFLN的高级纳米化来实现的,例如高质量的干蚀刻。但是,制造缺陷仍然将传播损失限制为几个dB/m,严格严格该平台的影响。在这里,我们证明了具有创纪录的内在质量(Q)系数的TFLN微孔子,为2900万,对应于1.3 dB/m的超低传播损失。我们提出了频谱分析和Q因子跨不同谐振几何形状的统计分布。我们的工作推动了TFLN光子学的制造极限,以在材料极限的1个数量级内实现Q因子。©2024中国激光出版社
摘要:薄膜硅锂(TFLN)是一个有前途的电磁光(EO)光子平台,具有高调制带宽,低驱动电压和低光学损耗。然而,已知TFLN中的EO调制可以在长时间尺度上放松。取而代之的是,热通加热器通常用于稳定的偏置,但是加热器会带来交叉言论,高功率和低带宽的挑战。在这里,我们表征了TFLN调节剂的低频(1 MHz至1 MHz)EO响应,研究EO松弛的根本原因,并展示了改善偏置稳定性的方法。我们表明,与弛豫相关的效果可以增强我们设备中跨越1KHz至20kHz的频带的EO调制 - 这是一个反直觉的结果,可以混淆TFLN调制器中半波电压(Vπ)的测量。我们还表明,通过控制LN金属界面和退火,可以通过10 4倍的速度减慢EO放松,从而为寿命稳定的EO偏置提供了进步。这种强大的EO偏置将使跨言,功率和偏置带宽至关重要的TFLN设备的应用,例如量子设备,高密度集成光子学和通信。
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。
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。
Niobate已在光电子中被商业使用。它特别有利,因为其高二阶非线性和宽阔的透明度窗口从近紫外线延伸到中期。1,2,3得益于最近的微加工的最新进展,薄膜硅锂(TFLN)现在可以直接以硅盒顶部的波导形式进行图案,从而在整个设备中实现了强烈的引导光。4,5据报道,在最新设备中,图案化的TFLN波导中的传播损失小于<0.1dB/cm。6,7,8除了其电形性能,第二阶和三阶的高非线性,以及低损失的结合,还承诺了能够提供高效率非线性频率产生的优质光子积分电路(PIC)平台。在这项工作中,在TFLN波导中研究了二阶三波混合过程,尤其是第二次谐波产生(SHG)及其在制造波动方面的公差边缘。
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。
逆设计着重于识别光子结构以优化光子设备的性能。常规的基于标量的逆设计方法不足以设计各向异性材料(例如Lithi-Um Niobate(LN))的光子设备。据我们所知,这项工作首次提出了Aniso-Tropic材料的反设计方法,以优化基于各向异性的光子学设备的结构。具体而言,伴随方法中包括各向异性材料的定向性特性,该方法在此类材料中提供了更精确的光传播预测。所提出的方法用于设计X-CUT薄膜锂锂(TFLN)平台中的超紧凑型波长分裂多路复用器。通过通过基于经典标量的逆设计将我们方法的设备性能进行基准测试,我们证明了该方法正确解决了X-CUT TFLN平台中材料各向异性的批评问题。这种提出的方法填补了基于各向同性材料的光子设备的反向设计的空白,该空格在TFLN平台和其他基于各向异性的光子积分平台中找到了突出的应用。
