声光调制在连续介质中的光子束缚态

时间:2020-01-23 17:56 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

声光调制在连续介质中的光子束缚态

在光子集成电路中应用连续介质中的束缚态,可以在高折射率衬底上实现低折射率波导中的低损耗光制导和路由。在这里,我们演示了高质量的集成铌酸锂微腔与循环BICs,并进一步声光调制这些BICs的表面声波。声-光耦合很好地位于解析边带区域,这导致了微波与光光子之间的相干耦合,正如所观察到的电声-光诱导透明和吸收所表现的那样。

利用光子集成电路(PICs)中的连续介质(BICs)中的束缚态,可以在高折射率衬底上利用低折射率波导实现低损耗光制导和路由。在BIC原理下工作的PICs不需要对功能光子材料中的微或纳米结构进行图形化。没有了对高质量蚀刻的严格要求,许多以块状形式表现出优异光学功能的单晶材料现在可以被引入集成光子平台。

声光学是一门研究声光相互作用的学科。声光学研究的是由于介质中声波的存在而引起介质折射率的变化。在压电薄膜材料表面上传播的表面声波可以被限制在小于声波波长的厚度内,在靠近表面的区域产生密度非常高的声子。声模态面积小,可与光模态面积相媲美,因此在光子波导中两种模态有很大的重叠。因此,在纳米光子器件中利用声电锯可以实现强声光相互作用。

铌酸锂(LiNbO3)是研究声子与光子相互作用的理想平台,因为它具有较大的压电系数,并且在很宽的波长范围内具有光学透明性。它可以用于高效地生成电锯和支持高质量因子的光子腔。由于pic在BIC机制下工作,可以灵活选择压电材料,因此可以采用LiNbO3在芯片上制作高质量的光子微腔,而不需要蚀刻。

声光调制在连续介质中的光子束缚态

在《光:科学与应用》杂志上发表的一篇新论文中,香港中文大学的研究人员展示了一种基于BIC机制的高质量光子微腔,该腔与电锯数字间换能器整体集成在一个薄膜绝缘体上。在高折射率LiNbO3衬底上简单地用低折射率折射率波导来构建腔体,而不需要面对高折射率LiNbO3的高质量蚀刻的挑战。

采用标准的自顶向下纳米制造方法,在400纳米绝缘体上制备了该器件。测量了制备的跑道微腔的光学谐振腔,其最高的本征光学质量因子约为50万。首次对谐振腔BIC模式进行声光调制,调制频率超过4ghz。声表面波的高频与谐振腔的次ghz线宽相结合,使得声光耦合在解析边带体制下,产生微波与光学光子之间的相干耦合,电声光诱导的透明与吸收就是明证。

本方案的特点和主要优点是利用BIC机制下的低损耗光制导,使单晶LiNbO3层不受腐蚀,从而产生声波长均匀、声传播损耗低的电锯,从而实现高效的声光耦合。所获得的强声子-光子耦合可用于开发广泛的基于布里渊散射的光子应用,包括延迟线、光存储、微波信号处理、布里渊激光器和放大器以及非互易光传输。此外,这里的行波是电激发的,比光激发的强得多。利用压电材料,不需要制造与传统的片上激励布里渊散射器件类似的精密悬浮结构。因此,我们所演示的设备在基于布里渊效应的应用程序中,具有更健壮的体系结构,有望实现高性能。

当前位置:主页 > 物理知识 >

声明:本文杏鑫娱乐整理不代表个人观点,转载请注明原文,点击还能查看更多的文章;本文网址: http://www.kozbods.com/wuli/579.html

围观: 次 | 责任编辑:杏鑫

延伸阅读

SEO关键字



回到顶部