論文の概要: Monolithic high density integrated photonics on bulk lithium niobate
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.15936v1
- Date: Sun, 16 Aug 2026 21:32:20 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-18 19:59:03.475047
- Title: Monolithic high density integrated photonics on bulk lithium niobate
- Title（参考訳）: バルクリチウムニオブ酸リチウムのモノリシック高密度集積フォトニクス
- Abstract要約: バルクLiNbO3基板上のA-SiCは、スケーラブル、CMOS互換、低コスト、高密度フォトニック集積回路を実現する。
バルクLiNbO3基板上でのVpiL = 2.87 Vcmの高密度・低損失・高EOチューニング効率を実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Functional electro-optic (EO) tunable photonic integrated circuits are crucial to next-generation information processing and advanced computing, where ferroelectric materials such as lithium niobate (LiNbO3) provide outstanding optical properties and versatile tuning mechanisms. However, beyond achieving high-performance devices, practical deployment of LiNbO3 photonic integrated circuits requires rapid and cost-effective scale-up, which remains challenging because of the fabrication complexity and high costs of ion-sliced thin-film lithium niobate and wafer bonding processes. To address this gap, we demonstrate a fully monolithic photonic platform, amorphous silicon carbide (a-SiC) on bulk LiNbO3 crystal substrate, enabling scalable, CMOS-compatible, low-cost, and high-density photonic integrated circuits without relying on thin-film LiNbO3. This integration approach breaks the long-standing cost-performance-scalability tradeoff, and intrinsically eliminates the need for sophisticated fabrication processes, including ion slicing, wafer bonding, and LiNbO3 etching. It realizes high-density, low-loss, and record high EO tuning efficiency of VpiL = 2.87 Vcm on bulk LiNbO3 crystal substrate. Furthermore, leveraging slow-light effect near photonic crystal bandgap, an 8.5-fold EO tuning efficiency enhancement is achieved, highlighting the platform's capability in confinement control and dispersion engineering.
- Abstract（参考訳）: 機能性電子光学(EO)チューナブルフォトニック集積回路は次世代の情報処理や高度な計算に不可欠であり、リチウムニオブ酸リチウム(LiNbO3)のような強誘電体材料は優れた光学特性と多目的チューニング機構を提供する。
しかし、高性能デバイスの実現以外にも、LiNbO3フォトニック集積回路の実用化には高速で費用対効果の高いスケールアップが必要であり、これはイオンスライスした薄膜のニオブ酸リチウムおよびウェハ結合プロセスによる製造の複雑さと高コストのため、依然として困難である。
このギャップを解消するために,LiNbO3結晶基板上に完全モノリシックフォトニックプラットフォーム,アモルファスシリコン炭化物(a-SiC)を実装し,薄膜LiNbO3に頼ることなく,スケーラブルでCMOS互換で低コストで高密度なフォトニック集積回路を実現する。
この統合アプローチは、長期にわたるコストパフォーマンスとスケーリングのトレードオフを破り、イオンスライシング、ウェハボンディング、LiNbO3エッチングを含む洗練された製造プロセスの必要性を本質的に排除する。
バルクLiNbO3基板上でのVpiL = 2.87 Vcmの高密度・低損失・高EOチューニング効率を実現する。
さらに、フォトニック結晶バンドギャップ近傍でのスローライト効果を利用して、8.5倍のEOチューニング効率向上を実現し、閉じ込め制御と分散工学におけるプラットフォームの性能を強調した。
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