在鈮酸鋰薄膜光子集成平臺上實現(xiàn)了集成的光學偏振操控芯片

近日，中山大學蔡鑫倫教授課題組聯(lián)合河北大學、廣東工業(yè)大學和加拿大大不列顛哥倫比亞大學，在鈮酸鋰薄膜光子集成平臺上，實現(xiàn)了集成的光學偏振操控芯片，包括了偏振發(fā)生器、擾偏器、偏振分析器、偏振控制器等主要功能。這些芯片的偏振產(chǎn)生速度、偏振消光比、偏振擾偏速度、測量速度等主要參數(shù)創(chuàng)造了新的世界記錄，并且在高速度、低成本、無寄生調(diào)制損耗、低驅(qū)動電壓等方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。該成果以"High Performance Polarization Management Devices Based on Thin-Film Lithium Niobate"為題發(fā)表在《Light: Science and Applications》期刊上。 K_fJ{Vc>O  
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據(jù)悉，目前高性能的偏振操控器件大多基于鈮酸鋰晶體材料，如美國EO Space公司和德國Novoptel公司均有相應的商業(yè)化產(chǎn)品。然而，傳統(tǒng)鈮酸鋰晶體中制備的光波導存在折射率反差小、光場束縛能力弱的缺點，一方面導致器件尺寸大，難以滿足集成化的發(fā)展需求，另一方面導致電-光相互作用弱，器件驅(qū)動電壓居高不下。 z+c'-!e/  
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近年來，基于鈮酸鋰薄膜材料的光子器件取得了歷史性進步，實現(xiàn)了比傳統(tǒng)鈮酸鋰光子器件更高的速度和更低的驅(qū)動電壓，因此備受業(yè)界青睞。該研究成果首次實現(xiàn)了一系列高性能鈮酸鋰薄膜光學偏振操控器件。 N}Or+:"O:q  
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鈮酸鋰集成薄膜光子平臺集低能耗、快速響應、無寄生調(diào)制損耗、低驅(qū)動電壓、低光插耗等多種優(yōu)勢于一身，使得基于該平臺的光學偏振操控器件在所有的性能參數(shù)方面均表現(xiàn)出優(yōu)異的性能（如表一所示）。此外，鈮酸鋰薄膜集成光子平臺的工作波長范圍非常寬，可以覆蓋可見光、近紅外、中紅外。綜合這些優(yōu)勢，本研究成果為光的偏振態(tài)操控提供了革命性的新手段，并將開辟新的應用領域。