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低损耗的铌酸锂光子器件:技术进步的新希望

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:在利用铌酸锂波导构建分束器时,由于铌酸锂较高的折射率,即使是1.5μm宽的波导,也会出现多种模式。低损耗波导的损耗测量与光纤损耗的测量不同。我们研究组也制作了长度达米级的铌酸锂波导延时线,在一个硬币大小的芯片上,绕弯50圈左右,转弯半径为1.8 mm,传输损耗为3 dB,即传输1 m,信号光还剩下一半能量。

低损耗的铌酸锂光子器件:技术进步的新希望

依然使用之前制造超光滑圆盘的技术来制造铌酸锂波导,在铌酸锂上镀一层铬膜,使用飞秒激光刻蚀,经过光学抛光后去除铬层进行二次化学机械抛光,使光波导的表面更加光滑。在利用铌酸锂波导构建分束器时,由于铌酸锂较高的折射率,即使是1.5μm宽的波导,也会出现多种模式。我们使用五氧化二钽(n=2.0)作为包层覆盖,减少折射率差,就从多模变成了单模。这样制成的单模分束器根据耦合波理论就可以提供精准可控的分光比。

低损耗波导的损耗测量与光纤损耗的测量不同。对于光纤损耗,可以使用截断法,通过改变光纤长度,测量相对损耗,就可以推出单位长度的光纤损耗。而这个测量的前提就是需要较大的光纤长度来观察足够的损耗改变,而光波导由于长度有限,截断法测得的损耗与耦合损耗相当,因此很难直接测出结果。我们提出了一种方案,使用Miller教授提出的完美分光器,使两路光的光程相差1 cm,实现了单位距离的光波导损耗的测量。

我们在铌酸锂薄膜上镀了13个电极,运用多个干涉仪,制造了1×6的片上光开关,可以调节电极的电压,使光从6个端口中的任意一个端口输出。我们也制作了3×3的片上干涉仪,可以将输入的光从3个端口均匀分出。(www.xing528.com)

我们研究组也制作了长度达米级的铌酸锂波导延时线,在一个硬币大小的芯片上,绕弯50圈左右,转弯半径为1.8 mm,传输损耗为3 dB,即传输1 m,信号光还剩下一半能量。并且可以把波导尺寸做小,通过覆盖更高折射率差的二氧化硅包层来制作更小转弯半径(0.2 mm)的单模波导。

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