概念:将硅在绝缘子波导与有机电式覆层材料结合起来➢高性能:R 33 = 390 pm/v,Ul≈0.3Vmm➢vmm➢能量效率:<1 v Pp,Mach-zehnder Modulator
Cegielski, Piotr J. 等人。“用于 OCT 应用的氮化硅波导和光斑尺寸转换器,在 1010 nm 至 1110 nm 的宽波长范围内损耗小于 1.76 dB。”《ECIO》(2020 年)
nitride(Si 3 N 4)已成为综合光子学的广泛利用材料[1]。在近红外且可见的范围中,其低损失和转移良好的新兴应用,例如生物传感[2],电信[3]和量子计算[4]。此外,Si 3 N 4与互补的金属 - 氧化物 - 氧化型(CMOS)织物兼容,从而实现了大规模的制造。然而,由于模式区域之间的错误匹配,高索引对比度SI 3 N 4波导和光纤维之间的光偶联仍然具有挑战性。光栅耦合器通常用于促进片上波导和光纤维之间光的垂直耦合。具有蚀刻到引导层的周期性结构,在波导中传播的光可以向上衍射朝向光学纤维,反之亦然。与使用边缘耦合器的水平耦合相比,垂直
摘要:光学波导理论对于各种光学设备的开发至关重要。尽管有有关磁光(MO)和磁电(ME)效应的光学波导理论的报道,但考虑到这两种效应尚未发布,对波导的全面理论分析。在这项研究中,通过考虑构成MO和ME效应的构成关系来扩展常规的波导理论。使用扩展的波导理论,还将传播特性在安排超材料和磁性材料的介质中进行分析,以便可以独立控制MO和ME效应。已确认MO和ME效应之间的相互作用取决于某些超材料的排列和磁化方向。这表明非偏振控制控制在自由空间中传播时仅在一个方向上旋转极化,并增强了波导传播中传播波的非偏置性质。
MEVD – 301(A) 光电子集成电路 第一单元光波导理论:波导理论:一维平面波导、二维波导、超越方程、波导模式、模式截止条件。 第二单元光波导制造和特性:波导制造:沉积薄膜;真空沉积和溶液沉积、扩散波导、离子交换和离子注入波导、III-V 化合物半导体材料的外延生长、通过湿法和干法蚀刻技术塑造波导。波导特性:表面散射和吸收损耗、辐射和弯曲损耗、波导损耗测量、波导轮廓分析。 第三单元光耦合基础:横向耦合器。棱镜耦合器。光栅耦合器。光纤到波导耦合器。光波导之间的耦合。定向耦合器。定向耦合器的应用。单元 IV 导波调制器和开关:光调制器中使用的物理效应:电光效应、声光效应和磁光效应。波导调制器和开关。单元 V 半导体激光器和探测器:激光二极管。分布式反馈激光器。集成光学探测器。单元 VI 集成光学的最新进展:导波设备和应用的最新技术,例如光子开关、可调谐激光二极管、光学集成电路。文本/参考文献 1. T Tamir,《导波光电子学》,Springer-Verlag,1990 年 2. R Sysm 和 J Cozens,《光导波和设备》,McGraw-Hill,1993 年
QD2 和 QD3 中间(图 7b 右下插图),单光子可以通过左波导或右波导发射,编码为 |L > 或 |R>。由于 QD2 和 QD3 发射的能量不同(ω 2 和 ω 3 ),所得状态可以表示为 |1 ω2 , L > 或 |1 ω3 , R >。这种双色可调单光子
磁振子电路(利用 SW 的系统)[10,11] 可能由 SW 传播的波导[12–15] 和交叉处的干涉区组成,例如,用于创建多数门。[16–20] 波导还可以与其他波导耦合 [21,22] 以实现逻辑运算。以这种方式,已经有可能演示 32 位磁振子全加器 [21] 和基于 SW 的近似 4:2 压缩器。[23] 另一种策略是使用宽铁磁膜区域进行 SW 操作,并使用窄波导作为 SW 输入。这种方法被用来重定向[24–26] 和处理 SW。[27–32] 这些系统的运行基于传入 SW 的干涉。因此,对 SW 传播的介质(折射率的磁振子当量)的局部修改对于设计和优化其功能至关重要。最近的研究表明,可以通过在所谓的逆向设计方法中引入缺陷[32]、在该区域之上放置可编程磁性元件[30]或利用非共线磁化纹理[33–35]来实现。这种基于干涉的策略似乎也有希望实现在 SW 上运行的物理神经网络。[30,33] 因此,干涉效应为开发基于 SW 的超 CMOS 解决方案开辟了一条有希望的道路。平面波穿过一组周期性间隔的障碍物(衍射光栅或孔)时会发生干涉,在近场产生特征衍射图案,在距输入孔径特定距离处重现光栅图像。这种现象被称为塔尔博特或自成像效应,早在 19 世纪就在光中观察到。[36] 由此产生的干涉图案称为塔尔博特地毯,我们最近从理论上证明这种效应也可以发生在 SW 上。 [37] SW 产生的 Talbot 地毯的性质在很大程度上取决于磁性材料的材料参数、几何形状、类型和厚度,以及波长、方向和外部磁场值等动态参数。在这里,我们利用了薄铁磁多模波导中发生的自成像现象,其中 SW 由周期性间隔的单模输入波导引入。进入多模波导的 SW 具有可控相位。特别是,我们提出了一类可重新编程的磁子块,可实现阵列索引操作。
定向耦合器(DCS)在具有多功能应用(例如电源拆分,调制和波长施用)多路复用等多功能应用中起关键作用。然而,由于分散而引起的固有波长依赖性对使用DC构成了带宽的限制。尤其是50:50 DC仅在一个波长下实现此比率。这种意外的耦合变化显着降低了许多硅光子应用的性能。在寻求实现宽带50:50 DC时,已经探索了各种计划。值得注意的是,已经提出了基于模式进化的绝热DC,其中输入波导中的光在DC中的均匀或奇数模式在50:50分裂[1]中均具有均匀或奇数。绝热DC是固有的较长设备,可能会超过300 µm,并且经常表现出高度损失。另一种设计策略采用了非对称DC,利用不同宽度的波导来降低波长依赖性。尽管具有潜力,但这些设计对线宽变化高度敏感,并且制造不耐症[2]。实现宽带功能和制造公差在硅光子学中构成了重大挑战,这主要是由于纳米级维度和高指数对比度[3]。最近,弯曲的DC(不对称DC的子集)已成为可行的解决方案[4]。他们提供宽带耦合,这是一个相对紧凑的足迹,同时保持较高的制造耐受性。通过弯曲波导的不对称引入消除了对不同波导宽度的需求,因此解决了在具有不对称波导宽度的DC中观察到的制造灵敏度。由于不对称性,不再是不可能的,与在对称的直接直流中耦合相反,这会导致非单调耦合与波长,并且可以设计为实现最大值
太赫兹 (THz) 波因其大带宽和丰富的光谱资源在成像、传感和通信方面表现出良好的应用前景,尤其在下一代无线通信中。用于操纵 THz 波的调制器和波导正在成为开发相关技术的关键部件,其中超材料分别在控制自由空间和片上传播方面表现出非凡的性能。在本综述中,我们将简要概述当前有源超器件和拓扑光子晶体的进展,以了解太赫兹自由空间调制器和片上波导的应用。在第一部分中,我们将通过将超材料与各种有源介质相结合来讨论有源太赫兹超器件的最新研究进展。在第二部分中,我们将介绍光子拓扑绝缘的基本原理,其中拓扑光子晶体是一个新兴的研究领域,将推动片上太赫兹通信的发展。我们设想,它们的结合将在更先进的太赫兹应用中找到巨大的潜力,例如可重构拓扑波导和拓扑保护的元设备。
