Publication detail

Comparison and analysis of phase change materials-based reconfigurable silicon photonic directional couplers

Year: 2022

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Optical Materials Express

Publisher name: Optical Society of America

Place: Washington, DC

Page from-to: 606-621

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Porovnání a analýza rekonfigurovatelných křemíkových fotonických směrových spojovacích členů na bázi materiálů s fázovou změnou	Jedinečné optické vlastnosti materiálů s fázovou změnou (PCM) lze využít k vývoji účinných rekonfigurovatelných fotonických zařízení. Zde navrhujeme, modelujeme a porovnáváme výkon programovatelných 1 × 2 optických vazebních členů na základě: Ge2Sb2Te5, Ge2Sb2Se4Te1, Sb2Se3 a Sb2S3 PCM. Jakmile jsou tato zařízení naprogramována, jsou pasivní, což může snížit celkovou spotřebovanou energii ve srovnání s termooptickými nebo elektrooptickými rekonfigurovatelnými zařízeními. Ze všech studovaných PCM naše elipsometrická měření indexu lomu ukazují, že Sb2S3 má nejnižší absorpci v telekomunikačním pásmu vlnových délek. Navíc vazebné členy na bázi Sb2S3 vykazují nejlepší celkový výkon, s nejnižšími vložnými ztrátami v amorfním i krystalickém stavu. Ukazujeme, že laděním růstové krystalizace lze do směrových vazebních členů Sb2S3 spolehlivě naprogramovat alespoň čtyři různé spojovací poměry. Tento efekt jsme použili k návrhu 2bitového laditelného směrového vazebního členu na bázi Sb2S3 s dynamickým rozsahem blízkým 32 dB. Zdá se, že bitová hloubka vazebního členu je omezena stochasticitou krystalizací.	směrové spojovače; fotonická zařízení; materiály s fázovou změnou; optické vlastnosti
eng	Comparison and analysis of phase change materials-based reconfigurable silicon photonic directional couplers	The unique optical properties of phase change materials (PCMs) can be exploited to develop efficient reconfigurable photonic devices. Here, we design, model, and compare the perthrmance of programmable 1 x 2 optical couplers based on: Ge2Sb2Te5, Ge2Sb2Se4Te1, Sb2Se3, and Sb2S3 PCMs. Once programmed, these devices are passive, which can reduce the overall energy consumed compared to thermo-optic or electro-optic reconfigurable devices. Of all the PCMs studied, our ellipsometry refractive index measurements show that Sb2S3 has the lowest absorption in the telecommunications wavelength band. Moreover, Sb2S3 -based couplers show the best overall performance, with the lowest insertion losses in both the amorphous and crystalline states. We show that by growth crystallization tuning at least four different coupling ratios can be reliably programmed into the Sb2S3 directional couplers. We used this effect to design a 2-bit tuneable Sb2S3 directional coupler with a dynamic range close to 32 dB. The bit-depth of the coupler appears to be limited by the crystallization stochasticity. (C) 2022 Optica Publishing Group under the terms of the Optica Open Access Publishing Agreement	optical-properties; transitions

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links