Fabricage en karakterisering van fotonische kristallen Slow lichtgolfgeleiders en holtes

Slow licht is een van de hot topics in de fotonica gemeenschap in de afgelopen tien jaar, het genereren van grote belangstelling zowel vanuit fundamenteel oogpunt en voor zijn grote mogelijkheden voor praktische toepassingen. Slow licht fotonisch kristal golfgeleiders, in het bijzonder, hebben een belangrijke rol gespeeld en zijn met succes gebruikt voor het uitstellen van optische signalen ^1-4 en de verbetering van zowel lineaire ^5-7 en niet-lineaire apparaten. ^{8 tot 11}

Fotonisch kristal holtes te bereiken vergelijkbare effecten als die van langzame lichtgolfgeleiders, maar over een beperkte bandbreedte. Deze holtes bieden een hoge Q-factor/volume verhouding, voor de realisatie van optisch ¹² en elektrisch ¹³ gepompt ultra-lage drempel lasers en de versterking van de niet-lineaire effecten. ^{Veertien-zestien} Bovendien passieve filters ¹⁷ en modulatoren ^{18 tot 19} zijn aangetoond, vertonen ultra-smalle lijn-breedte, hoge vrije-spectrale range en opnemen waarden van een laag energieverbruik.

Om deze spannende resultaten te bereiken, moet een robuuste herhaalbaar fabricage-protocol worden ontwikkeld. In dit artikel nemen we een diepgaande blik op onze fabricage-protocol dat electron-beam lithografie hanteert voor de definitie van fotonisch kristal patronen en maakt gebruik van natte en droge etstechnieken. Onze geoptimaliseerde fabricage recept resulteert in fotonische kristallen die geen last hebben van verticale asymmetrie en vertonen zeer goede rand-wandruwheid. We bespreken de resultaten van het variëren van de parameters etsen en de nadelige gevolgen die zij kunnen hebben op een apparaat, waardoor een diagnostisch route die kunnen worden genomen om voorzover vergelijkbare problemen.

De sleutel tot het evalueren van trage lichtgolfgeleiders is de passieve karakterisering van de transmissie en de groep-index spectra. Verschillende methoden zijn gemeld, met name oplossing van de Fabry-Perot rand van het transmissiespectrum ^20-21 eend interferometrische technieken. ^{tweeëntwintig-vijfentwintig} We beschrijven hier een directe, breedband meettechniek te combineren spectrale interferometrie met Fourier transformatie-analyse. ²⁶ Onze methode onderscheidt zich door zijn eenvoud en kracht, als we kunnen karakteriseren een kale fotonisch kristal met toegang golfgeleiders, zonder behoefte voor on-chip stoorcomponenten en de installatie slechts uit een Mach-Zehnder interferometer, zonder de noodzaak van bewegende delen en vertraging scans.

Als kenmerkende fotonisch kristal holten, technieken met interne of externe bronnen ²¹ golfgeleiders rechtstreeks gekoppeld met de holte ²⁷ invloed op de prestaties van de ruimte zelf, waardoor een onjuist meting. Hier beschrijven we een nieuwe en onopvallende techniek die gebruik van een cross-gepolariseerde testbundel maakt en staat bekend als resonante verstrooiing (RS), waarbij de probe gekoppeld out-of vliegtuig in de holte door een objectief. De techniek werd voor het eerst demonstratieted door McCutcheon ea. ²⁸ en verder ontwikkeld door Galli et al. ^29.