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具有3分贝插入损耗和40分贝隔离比的集成式单片磁光隔离器

DOI：10.1021/acsphotonics.8b01257 期刊：ACS Photonics 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:21:21
摘要： 片上光隔离器是光子集成电路（PIC）的关键基础元件。我们实验展示了一种单片集成于硅基的磁光隔离器，其具有3分贝插入损耗和40分贝隔离比——这两项指标均较现有技术取得显著提升。该隔离器完全无源运行，仅需采用简易单向磁化方案。这种卓越性能通过三重技术协同实现：条载波导设计、经组分优化的硫系玻璃作为光导介质，以及通过灰度光刻工艺制造的低损耗锥形结构。该器件为光子集成电路实现实用化片上隔离提供了重要突破。
作者： Qingyang Du，Chuangtang Wang，Yifei Zhang，Yan Zhang，Takian Fakhrul，Wei Zhang，Claudia Gon?alves，Cesar Blanco，Kathleen Richardson，Longjiang Deng，Caroline A. Ross，Lei Bi，Juejun Hu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

展示一种单片集成磁光隔离器，其插入损耗和隔离比显著改善，这标志着光子集成电路（PIC）中实现实用化片上隔离的关键一步。

研究成果

一款片上隔离器演示实现了3.0分贝的创纪录低插入损耗和40分贝的隔离比，这标志着单片集成光学隔离器领域的重大进展。这种新型器件架构有效消除了寄生光损耗并增强了波导非互易性，是实现光学隔离器件与大规模光子电路平面集成的关键一步。

研究不足

基于谐振器的隔离器工作带宽较窄，限制了其与宽带可调谐激光器的应用。此外，磁光氧化物薄膜中吸收导致的光损耗高于先前在多晶Ce:YIG薄膜中的测量值，表明仍有进一步改进的空间。

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