리튬 니오베이트 통합 포토닉스를 사용한 고속 조정 가능 레이저

좁은 대역 내에서 레이저를 더 작고 더 빠르게 주파수를 전환할 수 있도록 만드는 것은 LiDAR 및 광통신과 같은 기술 비용을 낮추는 데 필수적인 부분입니다. 여기서 가장 어려운 점은 당연히 이러한 모든 특성을 통합하는 레이저를 가능하게 하는 올바른 재료를 찾는 것입니다.

여기에서 [Viacheslav Snigirev]와 동료들의 최근 연구(보도 자료)는 니오브산리튬(LiNbO3)의 특성과 질화규소(Si3N4)의 특성을 하이브리드(Si3N4)-LiNbO3 웨이퍼 스택에 결합하여 InP 기반을 가능하게 하는 방법을 보여줍니다. 원하는 출력 특성을 달성하기 위해 에칭된 광자 회로에서 레이저 소스를 변조합니다.

대부분의 변조 안정성은 하이브리드 칩의 마이크로 공진기 구조를 통한 레이저 자체 주입 잠금을 통해 달성됩니다. 이는 레이저 다이오드가 특정 주파수에서 공진하도록 하는 광학적 역반사를 제공하여 주파수 고정을 제공합니다. 빠른 주파수 튜닝을 가능하게 하는 것은 이것이 형성된 전극을 통해 마이크로 공진기 구조에 인가된 전압에 의해 결정된다는 것입니다.

이러한 하이브리드 회로 중 하나를 사용하는 논문의 LiDAR 데모를 통해 직접 웨이퍼 본딩 접근 방식이 잘 작동한다는 것이 입증되었으며 다양한 최적화 제안이 제공되었습니다. 이러한 모든 연구와 마찬가지로 문제가 발견되고 솔루션이 제안 및 테스트되면서 수년간의 이전 연구를 기반으로 합니다. 이제 박막 LiNbO3 구조가 포토닉스 분야에서 매우 유용한 응용 분야를 찾고 있는 것 같습니다.

(제목 이미지: 통합 레이저를 형성하고 테스트 설정에 통합된 Si3N4-LiNbO3 스택(d). (제공: Snigirev et al., 2023) )