硫系集成光频梳(特邀)

硫系玻璃集成光学微腔(硫系微腔)具有高线性折射率和高非线性系数、超宽透光窗口、较低的热光系数,并且可通过常规半导体微纳加工技术实现精确的色散调控,在非线性集成光子学领域备受关注。近年来,来自中山大学的研究者们开发了新型Ge_(25)Sb_(10)S_(65)硫系材料平台并实现了一系列具有高品质的硫系集成光子器件。主要综述了基于硫系微腔实现集成孤子光频梳产生和调控方面的工作。通过不断优化集成光子器件的加工工艺,实现了具有高品质因子(Q>10^(6))的集成微环谐振腔,进一步通过精确的色散调控分别在该硫系集成微腔内实现了低泵浦功率的锁模光孤子频梳和宽带可调谐的拉曼-克尔光频梳。

硫系光子集成芯片(特邀)

设计了一种新型的基于硫系玻璃材料(ChG)-Ge26Sb10S64的片上集成光子芯片,可满足光学信息处理、光学传感和系统集成等方面的应用需求。因硫系玻璃具备较大的光弹系数、较低的传输损耗、超大带宽的透光窗口和易于片上混合集成等独特优势,硫系光子集成器件在高效光传感应用中表现出多功能集成、优异传感性能等显著优势。结合硫系材料的特点,开发了多种基于ChG的混合集成芯片,并围绕超声信号探测、光声成像和声光调制等领域中的应用进行了综述,论述了硫系光子集成器件面临的挑战,并对未来的研究路径进行了展望。

硫系异质集成光子器件(特邀)

光子集成电路以光子作为信息载体,成为解决现代信息社会通信容量瓶颈问题的关键技术,而高品质光学材料以及先进集成方式是该技术发展的重要基石。近年来,基于一种衬底实现多功能光子集成器件成为人们的研究热点,异质集成技术被认为是未来集成光子技术发展的必经之路。硫系玻璃材料具有光弹系数较大、传输损耗较低、透明波段宽等特点的同时可与多种材料实现集成,在光电集成信息处理领域展现出了巨大的优势。本文围绕硫系异质集成光子学在高效声光调制、片上非线性参量频率转换,以及稀土离子掺杂光放大三个领域中的应用进行了综述,最后阐述了硫系器件异质集成面临的挑战,并对未来的研究方向进行了展望。

硫系集成光子学

高品质光子材料是集成光子学领域发展的重要基础。近年来,硅基硫系集成光子器件在光信息处理芯片和系统应用方面获得了广泛研究。梳理了硫系玻璃材料、集成光器件、系统应用之间的影响关系,介绍了超低损耗硫系集成光子器件的制备技术路线及其在光信息处理领域的最新研究进展。因硫系玻璃具有超大带宽的透光窗口、高克尔非线性、大光弹系数和易于片上混合集成等特点,硫系光子集成器件在光信息处理应用领域体现出多谱段、低阈值和多功能集成的优势。最后结合硫系材料特点,对硫系集成光子器件在未来多功能光子集成器件及高速光信息处理应用中的机遇和挑战进行了展望。