Сверхширокополосный фазовый модулятор на основе многомодового канального волновода на тонкопленочном ниобате лития
Парфенов М.В.
1, Варламов А.В.
1, Ильичев И.В.
1, Усикова А.А.
1, Задиранов Ю.М.
1, Тронев А.В.
1, Агрузов П.М.
1, Шамрай А.В.
11Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия

Email: mvparfenov@mail.ioffe.ru, wwa@mail.ioffe.ru, iiv@mail.ioffe.ru, usikova@mail.ioffe.ru, zadiranov@mail.ioffe.ru, a.tronev@mail.ioffe.ru, piotrag@mail.ioffe.ru, achamrai@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 1 августа 2024 г.
В окончательной редакции: 18 декабря 2024 г.
Принята к печати: 18 декабря 2024 г.
Выставление онлайн: 16 апреля 2025 г.
Разработаны и изготовлены экспериментальные образцы интегрально-оптических фазовых СВЧ-модуляторов на тонкопленочном ниобате лития с использованием подхода, в рамках которого оптический волновод модулятора формируется с большей шириной, чем требуется для обеспечения его одномодового режима работы, а возникающие в волноводе высшие моды подавляются при помощи электродов модулятора, расположенных близко к волноводу. Измерены характеристики изготовленных образцов модуляторов, продемонстрировано соответствие между результатами прямого электрооптического измерения рабочей полосы частот модуляторов и ее теоретической оценкой на основе измерений S-параметров электродов. Продемонстрирована эффективная СВЧ-модуляция оптического излучения в полосе частот более 30 GHz при значении параметра UπL на уровне 4 V· cm. Ключевые слова: ниобат лития, оптические волноводы, тонкопленочный ниобат лития, модулятор, интегральная оптика, электроды бегущей волны.
- G. Chen, N. Li, J.D. Ng, H.-L. Lin, Y. Zhou, Y.H. Fu, L.Y.T. Lee, Y. Yu, A.-Q. Liu, A.J. Danner, Adv. Photon., 4 (3), 034003 (2022). DOI: 10.1117/1.AP.4.3.034003
- D.J. Blumenthal, R. Heideman, D. Geuzebroek, A. Leinse, C. Roeloffzen, Proc. IEEE, 106 (12), 2209 (2018). DOI: 10.1109/JPROC.2018.2861576
- S.Y. Siew, B. Li, F. Gao, H.Y. Zheng, W. Zhang, P. Guo, S.W. Xie, A. Song, B. Dong, L.W. Luo, C. Li, X. Luo, G.-Q. Lo, J. Lightwave Technol., 39, 4374 (2021). DOI: 10.1109/JLT.2021.3066203
- E.L. Wooten, K.M. Kissa, A. Yi-Yan, E.J. Murphy, D.A. Lafaw, P.F. Hallemeier, D. Maack, D.V. Attanasio, D.J. Fritz, G.J. McBrien, D.E. Bossi, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron., 6 (1), 69 (2000). DOI: 10.1109/2944.826874
- В.М. Петров, П.М. Агрузов, В.В. Лебедев, И.В. Ильичев, А.В. Шамрай, УФН, 191 (2), 760 (2021). DOI: 10.3367/UFNr.2020.11.038871 [V.M. Petrov, P.M. Agruzov, V.V. Lebedev, I.V. Il'ichev, A.V. Shamray, Phys. Usp., 64 (2), 722 (2021). DOI: 10.3367/UFNe.2020.11.038871]
- D. Zhu, L. Shao, M. Yu, R. Cheng, B. Desiatov, C.J. Xin, Y. Hu, J. Holzgrafe, S. Ghosh, A. Shams-Ansari, E. Puma, N. Sinclair, C. Reimer, M. Zhang, M. Lonvcar, Adv. Opt. Photon., 13, 242 (2021). DOI: 10.1364/AOP.411024
- М.В. Парфенов, А.В. Шамрай, Письма в ЖТФ, 46 (16), 39 (2020). DOI: 10.21883/PJTF.2020.16.49853.18344 [M.V. Parfenov, A.V. Shamrai, Tech. Phys. Lett., 46, 819 (2020). DOI: 10.1134/S1063785020080258]
- K. Luke, P. Kharel, C. Reimer, L. He, M. Lonvcar, M. Zhang, Opt. Express, 28 (17), 24452 (2020). DOI: 10.1364/OE.401959
- F. Yang, X. Fang, X. Chen, L. Zhu, F. Zhang, Z. Chen, Y. Li, Chin. Opt. Lett., 20 (2), 022502 (2022). DOI: 10.3788/COL202220.022502
- Y. Li, T. Lan, D. Yang, Z. Wang, Results Phys., 30, 104824 (2021). DOI: 10.1016/j.rinp.2021.104824
- M. Parfenov, P. Agruzov, A. Tronev, I. Ilichev, A. Usikova, Y. Zadiranov, A. Shamrai, Nanomaterials, 13 (20), 2755 (2023). DOI: 10.3390/nano13202755
- D. Liu, B. Gaucher, U. Pfeiffer, J. Grzyb, Advanced, millimeter-wave technologies. Antennas, packaging and circuits (Wiley, 2009)
- M. Rangaraj, T. Hosoi, M. Kondo, IEEE Photon. Technol. Lett., 4 (9), 1020 (1992). DOI: 10.1109/68.157135