Технология создания фотонной интегральной схемы на подложке из ниобата лития
Автор: Соловьёв В.С., Дегтярев С.А., Тимошенков С.П., Тимошенков А.С., Расщепкина Н.А., Чалых А.Е.
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 5 т.49, 2025 года.
Бесплатный доступ
Предложена новая технология изготовления фотонной интегральной схемы на подложке из ниобата лития. Показано, что необязательно легировать верхний слой ниобата лития для создания волноводной системы и управления излучением. Достаточно нанести на поверхность ниобата лития слой материала с большим, чем у ниобата лития показателем преломления. Таким образом, получается несимметричный волновод, излучение в котором в основном проникает в глубину ниобата лития. За счёт этого, проложив металлические электроды вдоль волноводного слоя, можно управлять скоростью распространения излучения в волноводе и, соответственно, создавать управляемые фотонные схемы, например амплитудный модулятор Маха–Цендера или фазовый модулятор. Экспериментально была создана и исследована технология напыления слоя двуокиси титана на поверхность ниобата лития. Также была отполирована торцевая сторона пластины ниобата лития и показано, что после финишной полировки излучение выходит с торцевого конца пластины. Это позволит создавать фотонные интегральные схемы с линейкой близкорасположенных волноводов, из которых излучение может быть выведено в пространство и попадать в объектив фото- или видеокамеры для дальнейшей обработки.
Фотонная интегральная схема, планарный волновод, ниобат лития, диоксид титана, полировка тонкого среза
Короткий адрес: https://sciup.org/140310592
IDR: 140310592 | DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1599
Technology for creating a photonic integrated circuit on a lithium niobate substrate
We propose a new technology for manufacturing a photonic integrated circuit (PIC) on a lithium niobate substrate. It is shown that there is no need to dope the top layer of lithium niobate to create a waveguide system and control radiation. It will suffice to coat the lithium niobate substrate with a layer of a material with higher refractive index, thus creating an asymmetric waveguide, with the radiation mainly propagating deeper within the lithium niobate. In this way, placing metal electrodes along the waveguide layer, it is possible to control the velocity of wave propagation in a waveguide and create controlled photonic circuits, for example, an amplitude Mach-Zehnder modulator or a phase modulator. A technology of spraying a titanium dioxide layer onto the lithium niobate substrate is experimentally created and investigated. It is shown that after the finishing polishing of the end side of the lithium niobate plate, radiation exits from the plate output end. So, it becomes possible to create a PIC with an array of closely spaced waveguides, from which radiation can be output into space and coupled into the lens of a photo or video camera for further processing.
