高一化学教学反思中兴通讯技术
2020年12月第26卷第6期
神户人工岛Dec.2020Vol.26No.6
技术广角ZTE TECHNOLOGY
JOURNAL
八音盒珍品陈列馆硅集成磁光非互易光学器件技术刘书缘 等
非
互易光学器件包括光隔离器、光环行器等，是光学系统中不
可或缺的核心器件。以光隔离器为例，非互易光学器件的主要作用是实现光的单向通过。该器件可阻止远端反射光进入激光器谐振腔或放大器，以避免由反射光造成的相对强度噪声（RIN ）和相位噪声。这对确保光学系统的稳定工作具有非常重要的意义。在中国，光隔离器的需求量每年高达数千万甚至上亿只。光隔离器不仅被广泛应用于骨干网、城域网、接入网等光纤通信系统中，还被大量用于光互连模块等数据通信系统中，具有不可替代的作用。
目前，商用的非互易光学器件主要是基于磁光材料[稀土掺杂钇铁石榴石（RIG ）]的法拉第旋光效应制备 的，如图1所示[1]。其工作原理是：利用光在磁性介质中的法拉第旋光效应，先使正向传播的线偏振激光偏振方向旋转45°，然后再通过检偏器；由于法拉第旋光效应的光学非互易性，反射光的偏振状态不会回到入射光的偏振方向，而会继续旋转45°与起
偏器偏振方向正交，从而实现消光。这一器件的核心材料是实现法拉第旋光的磁光晶体厚膜RIG。这一材料主要采用液相外延方法在钆镓石榴石（GGG ）基片上生长。由于实现45°旋光需要生长数百微米厚的RIG 薄膜材料，工艺难度和材料成本都很
刘义庆
硅集成磁光非互易光学器件技术
Silicon Integrated Magneto -Optical Nonreciprocal Photonic Devices
摘要：基于磁光非互易移相原理，采用硅基异质沉积磁性氧化物薄膜的技术路线，在绝缘体上硅（SOI）晶圆上，制备了基于马赫-曾德尔干涉仪（MZI）结构的宽带磁光隔离器和微环结构的窄带磁光隔离器件。两个器件在1550nm 波长下的隔离度分别达到了30dB 和40dB，插损分别为5dB 和3dB，性能接近分立器件水平。这些工作为硅基单片集成非互易材料和器件提供了可行的技术途径。
关键词：硅基光电子；磁光；非互易；光隔离器
Abstract:Based on the magneto-optical nonreciprocal phase shift effect,Mach-Zehnder interferometer (MZI)broadband optical isolators and microring narrowband optical isolators on silicon on insulator (SOI)substrate are monolithically integrated by using the technique of hetero deposition of magnetic oxide film on silicon substrate.The devices achieve high isolation ratios of 30dB and 40dB at 1550nm,and insertion loss of 5dB and 3dB re-spectively,which are close to the performance of discrete isolator devices.Our work pro-vides a feasible technical way for silicon integration of nonreciprocal materials and devices.Keywords:silicon photonics;magneto-optics;nonreciprocal;optical isolator
DOI：10.12142/ZTETJ.202006012网络出版地址：http：//knski/kcms/de-tail/34.1228.TN.20200407.1516.002.html 网络出版日期：2020-04-07收稿日期：2020-02-20
刘书缘/LIU Shuyuan 邓龙江/DENG Longjiang 毕磊/BI Lei
（电子科技大学，中国成都611054）
(University of Electronic Science and Tech-nology of China,Chengdu 611054,China)
红楼惊梦基金项目：国家重点基础研究专项基金（2018YFE0201
盐湖城丑闻
200、2017YFA0206401、2018YFA0704402、2018YFB 2201801）、国家自然科学基金（61975065）
▲图1基于法拉第旋光原理的磁光隔离器[1]
偏
振
片
45°
磁场
45°
57
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