Investigation of oxide nanophotonic devices

氧化物纳米光子器件的研究

基本信息

  • 批准号:
    1201853
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 36万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2012
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2012-07-01 至 2015-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This project is jointly funded by the Electronics, Photonics, and Magnetic Devices Program (EPMD) in the Division of Electrical, Communications and Cyber Systems (ECCS) and the Electronic and Photonic Materials Program (EPM) in the Division of Materials Research (DMR).TECHNICAL: In this research non-linear photonic crystal (PhC) waveguide devices are being developed. Of particular interest are sub-terahertz PhC electro-optic modulators (EOM). This work builds on our recent demonstration of non-linear PhC EOMs with a bandwidth greater than 50 GHz. Based on recent device simulations non-linear PhC waveguide modulators are being designed and fabricated for sub-terahertz frequency and low-voltage (0.5V-mm) operation. To operate at low voltage, and wide bandwidth, ferroelectric BaTiO3 with large electro-optic coefficients are required. To minimize bandwidth limitations due to microwave losses, PhC and slow light concepts are utilized. Devices are fabricated using vapor phase epitaxial deposition, and both conventional photolithography and focused ion beam milling. Factors limiting bandwidth including microwave loss, optical/microwave velocity mismatch and device length are determined through modeling and testing. Chip-scale integration of these PC devices with a single platform is being pursued using epitaxial BaTiO3 on Si. NON-TECHNICAL: By using non-linear photonic crystals with large optical non-linearities, significant improvements in bandwidth, operating voltage, and size are expected compared to conventional electro-optic devices. It is anticipated that these devices should have excellent photo and thermal stability. The broader impact is the potential realization of sub-terahertz bandwidth, sub-millimeter size optical devices and photonic circuits for optical communications and information processing. The project will involve training of undergraduates, and graduate students in the area of nanophotonics as well as mentoring K-12 students. Outreach through industrial and government lab internships of doctoral students is involved.
该项目由电气、通信和网络系统 (ECCS) 部门的电子、光子和磁性器件计划 (EPMD) 和材料研究部门 (DMR) 的电子和光子材料计划 (EPM) 联合资助。 技术:在这项研究中,正在开发非线性光子晶体 (PhC) 波导器件。特别令人感兴趣的是亚太赫兹 PhC 电光调制器 (EOM)。这项工作建立在我们最近演示的带宽大于 50 GHz 的非线性 PhC EOM 的基础上。根据最近的器件模拟,非线性 PhC 波导调制器正在设计和制造,用于亚太赫兹频率和低电压 (0.5V-mm) 操作。为了在低电压和宽带宽下工作,需要具有大电光系数的铁电 BaTiO3。为了最大限度地减少微波损耗造成的带宽限制,采用了 PhC 和慢光概念。器件使用气相外延沉积以及传统光刻和聚焦离子束铣削来制造。通过建模和测试确定限制带宽的因素,包括微波损耗、光/微波速度失配和器件长度。人们正在利用 Si 上的外延 BaTiO3 来实现这些 PC 设备与单一平台的芯片级集成。非技术性:通过使用具有较大光学非线性的非线性光子晶体,与传统的电光器件相比,预计带宽、工作电压和尺寸将得到显着改善。预计这些器件应具有优异的光稳定性和热稳定性。更广泛的影响是用于光通信和信息处理的亚太赫兹带宽、亚毫米尺寸光学器件和光子电路的潜在实现。该项目将涉及纳米光子学领域本科生和研究生的培训以及 K-12 学生的指导。涉及通过博士生的工业和政府实验室实习进行推广。

项目成果

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  • 通讯作者:
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    EP/X027198/2
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 36万
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    Fellowship
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  • 资助金额:
    $ 36万
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    $ 36万
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    2335744
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 36万
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    Continuing Grant
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知道了