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兰州大学 - 《兰州大学报》

我校研究团队在薄膜铌酸锂集成光电子器件领域取得重要突破

2022-09-02     浏览(2485)     (0)

(上接2版)gratings on a lithium niobate on insu-lator platform for mode and polarization manipula-tion”为题发表于国际光学期刊Laser & Photonics Reviews,并入选当期封面Inside Front Cover。物理科学与技术学院博士生韩旭为论文第一作者,田永辉教授为论文通讯作者,皇家墨尔本理工大学任光辉博士为论文共同通讯作者。

氮化硅是一种理想的辅助材料,其具有与铌酸锂类似的折射率,通过合理的设计波导结构使得氮化硅-铌酸锂异质波导中的大部分光场仍然可以限制在铌酸锂层,从而发挥其优异的光学性能实现电光、声光及光学非线性器件。更重要的是,氮化硅是CMOS工艺兼容的材料,成熟的微纳加工工艺可以方便地实现氮化硅层的加工制作,有助于实现铌酸锂集成光电子芯片的大规模集成。这项工作是合作团队在基于氮化硅-薄膜铌酸锂平台的集成光电子器件领域取得的又一重要突破,进一步阐释和证明了该平台的优势。

工作基于亚波长光栅波导,一种由周期性排列的波导单元组成且其周期远小于输入波长的光学微结构。合作团队以空间模式滤波器和起偏器这两类器件为例,演示了在薄膜铌酸锂平台上通过光学微结构对空间与偏振模式的调控。通过对薄膜铌酸锂不同晶体学轴光模式与偏振特性的分析,合作团队在铌酸锂晶体学Z轴上制作了TE1模通滤波器和TE2模通滤波器,在铌酸锂晶体学Y轴上制作了TM起偏器。实验结果显示,15509nm处器件的插入损耗均低于3.19dB,模式与偏振消光比均高于309dB,器件展现出较大的工作带宽。值得一提的是,所有器件的长度都仅为约509μm,远小于此前该材料平台上报道的同类型器件。(物理科学与技术学院)