上海光機(jī)所在鈮酸鋰光子芯片有源無源集成研究方面取得新進(jìn)展
近期,中科院上海光機(jī)所強(qiáng)場激光物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了鈮酸鋰薄膜有源無源的同片集成,以低損耗的穩(wěn)定拼接,實(shí)現(xiàn)了鈮酸鋰光學(xué)芯片的完整功能集成。相關(guān)成果以“Monolithically integrated active passive waveguide array fabricated on thin film lithium niobate using a single continuous photolithography process”為題發(fā)表在Laser & Photonics Reviews上,并入選當(dāng)期卷首插圖。 單晶鈮酸鋰(LN)具有寬的透明窗口、較高的折射率以及較大的聲光、非線性和電光系數(shù),是一種極具吸引力的光子材料。將大塊LN晶體轉(zhuǎn)化為薄膜鈮酸鋰(TFLN),進(jìn)一步使制備高性能集成光子器件成為可能,可用于經(jīng)典和量子應(yīng)用,如低損耗波導(dǎo)、高質(zhì)量微諧振器、高速調(diào)制器和高效光變頻器等。為了實(shí)現(xiàn)集成有源光子器件,摻鉺鈮酸鋰薄膜最近被用于演示微腔激光器、波導(dǎo)放大器、量子發(fā)射器和量子記憶。然而,由于難以實(shí)現(xiàn)高精度對準(zhǔn)、低損耗接口和可靠的鍵合,在摻雜稀土離子的鈮酸鋰薄膜上制備的有源器件與單晶鈮酸鋰薄膜上的無源光子器件的單片集成之前一直沒有實(shí)現(xiàn)。在這項(xiàng)工作中,該研究團(tuán)隊(duì)首次展示了一個(gè)魯棒的低損耗的鈮酸鋰光子學(xué)接口,通過拼接有源和無源鈮酸鋰得到集成樣品,隨后,對集成器件的掩模進(jìn)行單次連續(xù)光刻工藝,然后進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光,將掩模圖案轉(zhuǎn)移到TFLN襯底,實(shí)現(xiàn)單片集成有源無源波導(dǎo)陣列的制備。 |