- PII
- S3034641X25110017-1
- DOI
- 10.7868/S3034641X25110017
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 168 / Issue number 5
- Pages
- 593-602
- Abstract
- В настоящее время фотонные интегральные структуры на основе нитрида кремния (Si3N4) зарекомендовали себя в качестве перспективной платформы для многочисленных приложений, включая нелинейную и квантовую оптику, спектроскопию и лазерную физику. Планарные волноводы и направленные ответвители, изготовленные по КМОП-совместимой технологии, являются ее основными элементами. В работе продемонстрированы возможности эффективной маршрутизации и передачи света, предоставляемые интегральной планарной волноводной структурой из нитрида кремния на основе метода когерентного туннелирования при адиабатическом прохождении света (метод СТАР, coherent tunneling by adiabatic passage) в телекоммуникационном диапазоне 1.55 мкм. Изучена устойчивость предлагаемой схемы к погрешностям изготовления и найдены оптимальные параметры волноводной структуры. Рассмотрены различные типы волноводов и показано, что эффективное управление светом возможно в системах как с сильной, так и со слабой локализацией света. Выявлены механизмы, ограничивающие эффективность управления светом, и определены доступные параметры таких структур. Показано, что эффект СТАР малочувствителен к состоянию поляризации входной моды, поэтому преобразование мод, присущее изогнутым волноводам, не влияет на процесс передачи света.
- Keywords
- Date of publication
- 15.11.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 44
References
- 1. U. Gaubatz, P. Rudecki, S. Schiemann, and K. Bergmann, J. Chem. Phys. 92, 5363 (1990).
- 2. K. Bergmann, H. Theuer, and B. W. Shore, Rev. Mod. Phys. 70, 1003 (1998).
- 3. M. Shapiro, J. W. Hepburn, and P. Brumer, Chem. Phys. Lett. 149, 451 (1988).
- 4. D. J. Tannor, R. Kosloff, and S. A. Rice, J. Chem. Phys. 85, 5805 (1986).
- 5. K. Bergmann, H.-C. Nägerl, C. Panda et al., J. Phys. B 52, 202001 (2019).
- 6. E.-S. Lee, K. W. Chun, J. Jin et al., Opt. Express 31, 4760 (2023).
- 7. S. Longhi, Laser Photon. Rev. 3, 243 (2009).
- 8. I. A. Burenkov, I. Novikova, O. V. Tikhonova, and S. V. Polyakov, Opt. Express 29, 330 (2021).
- 9. S. Longhi, G. Della Valle, M. Ornigotti, and P. Laporta, Phys. Rev. B 76, 201101 (2007).
- 10. Y. Lahini, F. Pozzi, M. Sorel et al., Phys. Rev. Lett. 101, 193901 (2008).
- 11. F. Dreisow, A. Szameit, M. Heinrich et al., Appl. Phys. Lett. 95, 261102 (2009).
- 12. R. Menchon-Enrich, A. Llobera, J. Vila-Planas et al., Light Sci. Appl. 2, e90 (2013).
- 13. M. Mrejen, H. Suchowski, T. Hatakeyama et al., Nat. Commun. 6, 7565 (2015).
- 14. E. Paspalakis, Opt. Commun. 258, 30 (2006).
- 15. T. A. Ramadan, R. Scarmozzino, and R. M. Osgood, J. Light Technol. 16, 277 (1998).
- 16. C. W. Wu, A. S. Solntsev, D. N. Neshev, and A. A. Sukhorukov, Opt. Lett. 39, 953 (2014).
- 17. V. Evangelakos, E. Paspalakis, and D. Stefanatos, Sci. Rep. 13, 1368 (2023).
- 18. J. S. Levy, A. Gondarenko, M. A. Foster et al., Nat. Photon. 4, 37 (2010).
- 19. D. J. Moss, R. Morandotti, A. L. Gaeta, and M. Lipson, Nat. Photon. 7, 597 (2013).
- 20. J. H. Song, T. D. Kongnyuy, A. Stassen et al., IEEE Photon. Technol. Lett. 28, 2164 (2016).
- 21. K. Wu and A. W. Poon, Opt. Express 28, 17708 (2020).
- 22. J. Liu, G. Huang, R. N. Wang et al., Nat. Commun. 12, 2236 (2021).
- 23. C. Xiang, W. Jin, and J. E. Bowers, Photon. Res. 10, A82 (2022).
- 24. N. M. Kondratiev, V. E. Lobanov, A. E. Shitikov et al., Front. Phys. 18, 21305 (2023).
- 25. D. T. Spencer, J. F. Bauters, M. J. R. Heck, and J. E. Bowers, Optica 1, 153 (2014).
- 26. X. Xue, X. Zheng, and B. Zhou, Nat. Photon. 13, 616 (2020).
- 27. O. B. Helgason, F. R. Arteaga-Sierra, Z. Ye et al., Nat. Photon. 15, 305 (2021).
- 28. I. Rebolledo-Salgado, C. Quevedo-Galan, O. B. Helgason et al., Commun. Phys. 6, 303 (2023).
- 29. S. Sanyal, Y. Okawachi, Y. Zhao et al., Phys. Rev. Lett. 134, 123801 (2025).
- 30. E. D. Palik, Handbook of Optical Constants of Solids, Academic Press (1998).
- 31. J. Kischkat, S. Peters, B. Gruska et al., Appl. Opt. 51, 6789 (2012).
- 32. D. J. Blumenthal, R. Heideman, D. Geuzebroek et al., Proc. IEEE 106, 2209 (2018).
- 33. M. H. P. Pfeiffer, A. Kordts, V. Brasch et al., Optica 3, 20 (2016).
- 34. A. M. Mumlyakov, N. Yu. Dmitriev, M. V. Shibalov et al., Phys. Rev. Appl. 22, 054027 (2024).
- 35. W. Jin, Q.-F. Yang, L. Chang et al., Nat. Photon. 15, 346 (2021).
