チームはエレクトロを統合する方法を開発

2023 年 8 月 23 日

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Light Publishing Center、長春光学研究所、精密機械物理学、CAS 著

電気光学変調器 (EOM) は、外部電気信号を介して光の振幅、位相、偏光を制御する光通信ネットワークの重要な要素です。 超小型かつ高性能の EOM の実現を目指して、現在、ほとんどの研究は半導体技術と最先端の調整可能な材料を組み合わせたオンチップ デバイスを対象としています。 それにもかかわらず、統合された EOM は、独立したオンチップ要素として、通常、光源から分離されています。

したがって、光源からの光をオンチップデバイスの導波路に結合する追加のインターフェースが不可欠です。 エッジ結合やグレーティング結合などの最先端の結合方式が採用されていますが、それぞれ集積密度の制限と狭帯域動作という課題がまだあります。

さらに、どちらの結合方式も超高精度の位置合わせと複雑なカプセル化を必要とするため、顧客にとってオンチップデバイスは高価になります。 したがって、結合の複雑さを回避し、結合損失をさらに低減する EOM デバイスが必要です。

Light: Science & Applications に掲載された新しい論文の中で、科学者チームはシングルモード光ファイバージャンパーの面に EOM デバイスを直接統合し、光ファイバーの標準インターフェイスを使用して EOM デバイスを光源に接続する方法論を開発しました。

「私たちの以前の研究で開発された標準的なナノ製造方法論を採用すると、EOMブロックをシングルモード光ファイバーの先端に直接統合できるため、メタファイバーEOMは本質的にカップリング処理を回避できます」とMin Qiu教授は述べた。

このようなプラズモニック メタファイバー EOM は、明確に定義されたプラズモニックと有機のハイブリッド構成を特徴としています。 極薄で高品質係数のプラズモニック メタ表面、ナノ加工に適した高効率の EO ポリマーから利益を得ることで、通過する光のスペクトル振幅と品質係数が適切に制御され、EO 変調の共鳴感度が促進されます。

「さらに興味深いことに、プラズモンモード、共鳴導波モード、ファブリペローモードを合理的に設計することにより、通信のOバンドとSバンドで調整可能なデュアルバンド動作を実現できます」と共同筆頭著者のLei Zhang氏とXinyu Sun氏は付け加えた。 。

メタファイバー EOM は、直流/交流電気信号によってさらに駆動されました。 メタファイバー EOM の変調速度は、バイアス電圧 ±9 V で 1000 MHz に達することができ、これは集中型ファイバー統合 EOM としては最高のパフォーマンスです。

「このようなメタファイバー EOM は、アクティブモードロックファイバーレーザーや調整可能なブロードバンドファイバー偏光子など、コンパクトな構成、高度に統合された機能、低結合損失が必要なアプリケーション向けの超小型で高性能な EO デバイスの設計に新しい視点を提供します。この研究は、通信、イメージング、センシングなどのためのEOデバイスや超小型の「オールインファイバー」光学システムの「プラグアンドプレイ」実装への道も提供します」とJiyong Wang教授は付け加えた。

詳しくは： Lei Zhang 他、プラズモニック メタファイバー電気光学変調器、Light: Science & Applications (2023)。 DOI: 10.1038/s41377-023-01255-7

雑誌情報:光: 科学と応用