(a) Proceso de fabricación de una plataforma de material 4H-SiCOI impecable. (b) Fotografía de un sustrato de 4H-SiCOI a escala de oblea de 4 pulgadas fabricado utilizando un método de unión y adelgazamiento, la región de falla está marcada. (c) Variación del espesor total del sustrato 4H-SiCOI. (d) Imagen de una matriz de 4H-SiCOI. (e) Diagrama de flujo de la fabricación de un resonador de microdisco de SiC. (f) Una micrografía electrónica de barrido (SEM) del resonador de microdisco fabricado. (g) Imagen SEM ampliada de la pared lateral del resonador. Recuadro, el escaneo de micrografía de fuerza atómica (AFM) de la superficie superior del resonador. (h) Imagen SEM de vista lateral del resonador fabricado con superficie superior de forma parabólica. Crédito:Chengli Wang, Colmillo de Zhiwei, Ailun Yi, Bingcheng Yang, Zhe Wang, Liping Zhou, Chen Shen, Yifan Zhu, Yuan Zhou, Rui Bao, Zhongxu Li, Yang Chen, Kai Huang, Jiaxiang Zhang, Ya Cheng y Xin Ou
La fotónica de SiC se ha desarrollado durante más de una década, Uno de los principales obstáculos es la dificultad de fabricar películas delgadas de SiC de pérdida óptica ultrabaja. Científicos en China han fabricado una plataforma de 4H-SiCOI de pérdida ultrabaja con un factor Q récord de 7,1 × 10 6 . Proceso fotónico no lineal, incluyendo segundo, generaciones de tercer y cuarto armónico, Raman láser y se han observado peines de frecuencia de Kerr. Esta demostración representa un hito en el desarrollo de dispositivos fotónicos de SiC.
Los circuitos integrados fotónicos (PIC) y los microrresonadores han atraído un gran interés en la comunidad fotónica. Para aplicaciones, lograr una pérdida óptica baja es crucial. Los PIC de SiC han estado en desarrollo durante más de una década, Se han realizado muchos trabajos sobre las películas delgadas de SiC preparadas por crecimiento heteroepitaxial. Sin embargo, el factor de calidad de estos dispositivos se limita a menos de 10 6 debido a la alta densidad de defectos cristalinos cerca de la interfaz de crecimiento. Hasta ahora, cómo reducir aún más la pérdida óptica de las películas delgadas de SiC se ha convertido en el principal problema para que los científicos exploren las ventajas del SiC en las aplicaciones de los PIC.
En un nuevo artículo publicado en Ciencia y aplicación de la luz , un equipo de científicos, dirigido por el profesor Xin Ou del Laboratorio Estatal Clave de Materiales Funcionales para Informática, Instituto de Microsistemas y Tecnología de la Información de Shanghai, Academia china de ciencias, y compañeros de trabajo han fabricado una plataforma de 4H-SiCOI de pérdida ultrabaja con un factor Q récord de 7,1 × 10 6 . La plataforma 4H-SiCOI preparada mediante unión de obleas que técnicas de adelgazamiento, permite la misma calidad cristalina que el cristal 4H-SiC de alta pureza a granel. Los resonadores de alta Q se utilizaron para demostrar varios procesos no lineales, incluida la generación de múltiples armónicos hasta el cuarto orden, láser Raman en cascada, y peine de frecuencia de Kerr. Conversiones de frecuencia de banda ancha, incluyendo segundo, tercera-, cuarta generación armónica (SHG, THG, FHG). Proyección láser Raman en cascada con desplazamiento Raman de 204,03 cm -1 se ha demostrado en microrresonadores de SiC por primera vez. Usando un microrresonador de SiC diseñado por dispersión, Se han logrado peines de frecuencia Kerr que abarcan desde 1300 a 1700 nm con una potencia de entrada baja de 13 mW.
La demostración de dispositivos fotónicos de SiC de alto Q representa un hito importante en el desarrollo de los PIC de SiC. Este trabajo también fue muy elogiado por los revisores. "En mi opinión, este trabajo es novedoso, sano e importante. Creo que este trabajo traerá un gran impulso para la fotónica integrada de SiC en los próximos años ", "Creo que este trabajo será un hito para la fotónica de SiC", "El trabajo presentado aquí muestra un microrresonador con Q de hasta 7,1 × 10 6 , que es sin duda un gran avance en el desarrollo de dispositivos fotónicos que aprovechan las propiedades ópticas únicas del SiC ".
(a) Espectros OPO medidos generados con una potencia de bomba lanzada de 10 mW. (b) Generación de espectros Hyper-OPO cuando se sintoniza en rojo la longitud de onda de la bomba en resonancia cerca de 1544,848 nm. (c) Generaciones de peines de frecuencia Kerr de banda ancha cuando se inyectó una bomba de 13 mW en el microrresonador a 1544,848 nm. Crédito:Chengli Wang, Colmillo de Zhiwei, Ailun Yi, Bingcheng Yang, Zhe Wang, Liping Zhou, Chen Shen, Yifan Zhu, Yuan Zhou, Rui Bao, Zhongxu Li, Yang Chen, Kai Huang, Jiaxiang Zhang, Ya Cheng y Xin Ou
