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Design, Fabrication, and Evaluation of Waveguide Structure Using Si/CaF2 Heterostructure for Near- and Mid- Infrared Silicon Photonics Conception, fabrication et évaluation d'une structure de guide d'ondes utilisant Si/CaF2 Hétérostructure pour la photonique sur silicium proche et moyen infrarouge

Long LIU, Gensai TEI, Masahiro WATANABE

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Résumé:

Nous avons proposé une structure de guide d'onde intégrée adaptée à la propagation de la lumière dans l'infrarouge moyen et proche utilisant Si et CaF.2 hétérostructures sur substrat Si. En utilisant un processus de fabrication basé sur des techniques de gravure, de lithographie et de croissance cristalline, nous avons formé une structure de guide d'onde en plaque avec un mécanisme d'injection de courant sur un substrat SOI, qui serait un composant clé pour Si/CaF.2 lasers à cascade quantique et autres systèmes optiques intégrés. La propagation de la lumière à une longueur d'onde de 1.55 µm à travers un Si/CaF2 La structure du guide d'ondes a été démontrée pour la première fois en utilisant une structure avec un Si/CaF2 noyau multicouche avec une épaisseur de 610 nm et une largeur de guide d'onde de 970 nm, qui satisfait à la condition monomode dans la direction horizontale dans une tolérance de précision de fabrication. La perte du guide d'onde pour le mode magnétique transversal (TM) a été évaluée à 51.4 cm-1. La cause de la perte a été discutée en estimant la diffusion de la rugosité des bords et l'absorption des porteurs libres, ce qui suggère qu'une réduction supplémentaire de la perte serait possible.

Publication
IEICE TRANSACTIONS on Electronics Vol.E106-C No.1 pp.1-6
Date de publication
2023/01/01
Publicisé
2022/07/08
ISSN en ligne
1745-1353
DOI
10.1587/transele.2022ECP5007
Type de manuscrit
PAPER
Catégories
Lasers, Électronique quantique

Auteurs

Long LIU
  Tokyo Institute of Technology
Gensai TEI
  Tokyo Institute of Technology
Masahiro WATANABE
  Tokyo Institute of Technology

Mots-clés

Table des matières