硅片单模光波导与弯道的损耗研究
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更新于2024-09-09
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"这篇论文详细探讨了在单模硅-on-绝缘体(SOI)条形波导和弯道中的损耗问题。作者Yurii A. Vlasov和Sharee J. McNab来自IBM T.J. Watson Research Center,他们在标准200mm CMOS制造线上实现了具有亚微米尺寸的单模硅波导,并对其传播和弯曲损耗进行了精确测量。在电信波长1.5微米处,对于TE极化,测得的传播损耗仅为3.6±0.1dB/cm,这表明了极低的损耗性能。90º弯道的损耗分别测量为1微米半径时0.086±0.005dB,而2微米半径时低至0.013±0.005dB,这些记录数值可作为硅微光子组件和电路进一步发展的基准。该研究对光子集成电路领域有重要意义。"
在本文中,作者关注的是硅-on-绝缘体(SOI)平台上的单模条形波导和弯道中的光学损耗。SOI是一种在硅基底上覆盖一层薄氧化硅绝缘层的半导体结构,常用于光电子学应用,因为它提供了良好的光子隔离和微小的光波导结构。单模波导只允许一个光模式传播,从而降低了模式色散和能量损失。
论文的核心发现是通过使用标准的200mm CMOS制造工艺,能够实现非常小的侧壁表面粗糙度,这导致了极低的传播损耗。在1.5微米的电信波长下,TE(电场平行于波导平面)极化的传播损耗仅为3.6dB/cm,这个数值对于高性能光通信系统来说是非常理想的。此外,研究还测量了波导弯道的损耗,特别是在1微米和2微米半径的90º弯道中,损耗分别为0.086dB和0.013dB,这表明了在微尺度下实现低弯曲损耗的技术进步。
这些成果对硅微光子学的发展至关重要,因为低损耗的波导和弯道是构建复杂光子集成电路的基础。这些组件可用于光通信、光计算、传感器和量子信息处理等领域。低损耗的硅微光子元件可以提高系统的整体效率,减少信号衰减,从而实现更远的传输距离和更复杂的光学网络。
参考文献提到了Y. Hibino的一篇文章,该文章讨论了基于二氧化硅的平面光波电路及其应用,进一步证明了SOI技术在光电子领域的广泛影响和重要性。这篇Vlasov和McNab的研究不仅提供了新的技术数据,也为硅微光子学的未来研究和设计提供了重要的实验基准。
2021-02-08 上传
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