在铌酸锂薄膜光子集成平台上实现了集成的光学偏振操控芯片

近日，中山大学蔡鑫伦教授课题组联合河北大学、广东工业大学和加拿大大不列颠哥伦比亚大学，在铌酸锂薄膜光子集成平台上，实现了集成的光学偏振操控芯片，包括了偏振发生器、扰偏器、偏振分析器、偏振控制器等主要功能。这些芯片的偏振产生速度、偏振消光比、偏振扰偏速度、测量速度等主要参数创造了新的世界记录，并且在高速度、低成本、无寄生调制损耗、低驱动电压等方面表现出优异的性能。该成果以"High Performance Polarization Management Devices Based on Thin-Film Lithium Niobate"为题发表在《Light: Science and Applications》期刊上。 `|/<\  
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据悉，目前高性能的偏振操控器件大多基于铌酸锂晶体材料，如美国EO Space公司和德国Novoptel公司均有相应的商业化产品。然而，传统铌酸锂晶体中制备的光波导存在折射率反差小、光场束缚能力弱的缺点，一方面导致器件尺寸大，难以满足集成化的发展需求，另一方面导致电-光相互作用弱，器件驱动电压居高不下。 lR(+tj)9uO  
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近年来，基于铌酸锂薄膜材料的光子器件取得了历史性进步，实现了比传统铌酸锂光子器件更高的速度和更低的驱动电压，因此备受业界青睐。该研究成果首次实现了一系列高性能铌酸锂薄膜光学偏振操控器件。 2* 2wY=  
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铌酸锂集成薄膜光子平台集低能耗、快速响应、无寄生调制损耗、低驱动电压、低光插耗等多种优势于一身，使得基于该平台的光学偏振操控器件在所有的性能参数方面均表现出优异的性能（如表一所示）。此外，铌酸锂薄膜集成光子平台的工作波长范围非常宽，可以覆盖可见光、近红外、中红外。综合这些优势，本研究成果为光的偏振态操控提供了革命性的新手段，并将开辟新的应用领域。