基于Si3N4和LRSPP的温度不敏感波导

摘要：

光子集成芯片将多种功能器件进行片上集成,具有损耗低、带宽大、抗电磁干扰等优势,是当前光电领域发展的主流方向.集成光学器件的温度稳定性是影响其光学性能的重要因素之一.为了提高集成光学器件温度稳定性,提出了基于氮化硅(Si3N4)和长程表面等离激元(Long-Range Surface Plasmon Polariton,LRSPP)波导的温度不敏感结构,对器件性能随温度的漂移进行抑制和补偿.首先,分析了Si3N4 波导和LRSPP波导对接的模式耦合效率,当满足最佳匹配条件时,可实现耦合效率99.9%以上的高效耦合.对混合波导的温度特性进行了分析,结果表明,当LRSPP波导和Si3N4 波导的最佳长度比为 0.077,相位不随温度的变化而发生漂移,实现了温度不敏感的波导.当波导不能满足最佳长度比时,对LRSPP波导芯层施加电压实现主动补偿,亦可实现温度不敏感.此外,对LRSPP波导的传输特性进行了测试,测得偏振消光比为 64 dB,具有良好的单偏振特性.文中提出的温度不敏感结构具有可主动调谐、损耗低、单偏振、普适性高等优点,能有效地解决Si3N4 波导性能随温度变化发生漂移的问题,在Si3N4 基光子集成芯片中具有广泛的应用前景.

关键词：光子集成芯片、温度不敏感、相位调谐、氮化硅、表面等离激元

所属期刊栏目：52

分类号：TN256(光电子技术、激光技术)

在线出版日期：2023-10-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：279-288