論文の概要: CMOS-fabricated ultraviolet light modulators using low-loss alumina piezo-optomechanical photonic circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.00469v3
- Date: Wed, 21 May 2025 20:29:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-23 17:12:47.613252
- Title: CMOS-fabricated ultraviolet light modulators using low-loss alumina piezo-optomechanical photonic circuits
- Title（参考訳）: 低損失アルミナ圧電オプトメカニカル光回路を用いたCMOSファブリック紫外光変調器
- Authors: Zachary A. Castillo, Roman Shugayev, Daniel Dominguez, Michael Gehl, Nicholas Karl, Andrew Leenheer, Bethany Little, Yuan-Yu Jau, Matt Eichenfield,
- Abstract要約: 超紫外(UV)と近紫外(UV)の波長は、量子技術の多くの重要な光学遷移や、生物学的および化学的検出のための様々な検知機構に必要である。
すべての有名なフォトニックプラットフォームはUVに過度に大きな損失を与えており、これらや他の重要なアプリケーション空間に対処するためにフォトニック集積回路(PIC)が使用されるのを妨げている。
我々は、UV波長での光損失が低いアルミナ導波路と窒化アルミニウム圧電歪アクチュエータを用いたCMOS加工圧電PICプラットフォームを導入する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Ultra-violet (UV) and near-UV wavelengths are necessary for many important optical transitions for quantum technologies and various sensing mechanisms for biological and chemical detection. However, all well-known photonic platforms have excessively high losses in the UV, which has prevented photonic integrated circuits (PICs) being used to address these and other important application spaces. Photonic waveguides using low-loss alumina cores have emerged as a promising solution because of almunia's large optical bandgap and the high quality of films enabled by atomic layer deposition. However, to the best of our knowledge, active alumina PICs have only been realized using thermo-optic tuning, which precludes switching speeds shorter than one microsecond, high circuit densities, and cryogenically compatible operation. Here, we introduce a CMOS-fabricated, piezo-optomechanical PIC platform using alumina waveguides with low optical losses at UV wavelengths and aluminum nitride piezoelectric strain actuators, which solves the issues associated with thermal tuning. We demonstrate a high-performance, reconfigurable optical filter operating at wavelengths as low as 320 nm. The filter has a 6 nanosecond switching time, a loaded linewidth of 3.3 GHz, tuning rate of -120 MHz/V, and a hold power less than 20 nW.
- Abstract（参考訳）: 超紫外(UV)と近紫外(UV)の波長は、量子技術の多くの重要な光学遷移や、生物学的および化学的検出のための様々な検知機構に必要である。
しかし、すべての有名なフォトニックプラットフォームはUVに過度に大きな損失を与えており、これらや他の重要な応用空間に対処するためにフォトニック集積回路(PIC)が使用されるのを妨げている。
低損失アルミナコアを用いたフォトニック導波路は、アルムニアの大きな光バンドギャップと原子層堆積によって実現される高品質な薄膜により、有望な溶液として出現している。
しかし、我々の知る限り、アクティブアルミナPICは1マイクロ秒未満のスイッチング速度、高回路密度、低温対応動作を抑えるサーモ光学チューニングによってのみ実現されている。
本稿では、UV波長での光損失の少ないアルミナ導波路と窒化アルミニウム圧電歪アクチュエータを用いたCMOS加工・圧電PICプラットフォームを導入し、温度調整に伴う問題を解決した。
波長320nm以下の波長で動作する高性能・再構成可能な光フィルタについて述べる。
フィルタは6ナノ秒のスイッチング時間、ロードライン幅3.3GHz、チューニングレート-120MHz/V、ホールドパワーは20nW未満である。
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