Démonstration de la modulation acousto-optique basée sur une plateforme photonique AlScN en film mince

La technologie de modulation acousto-optique (AO) présente un potentiel significatif pour des applications dans le traitement du signal à micro-ondes et optique. L'aluminium nitride (AlScN) dopé au scandium en film mince, avec d'excellentes propriétés piézoélectriques et une large fenêtre de transparence, est un candidat prometteur pour réaliser une modulation AO sur puce avec un processus de fabrication compatible avec la technologie des semi-conducteurs à oxyde métallique complémentaire (CMOS). Cette étude présente, à notre connaissance, la première démonstration de modulateurs AO avec génération d'ondes acoustiques de surface et guides d'ondes photoniques intégrés de manière monolithique sur un film d'AlScN de 400 nm d'épaisseur sur un isolant. La modulation AO intramodale est réalisée sur un guide d'onde droit en AlScN, et l'efficacité de modulation est significativement augmentée de 12,3 dB grâce à l'extension de la longueur d'interaction AO et à l'utilisation de l'énergie acoustique bidirectionnelle. La modulation AO intermodale et la non-réciprocité sont également démontrées sur la base d'un guide d'ondes en spirale multimode, atteignant un contraste non-réciproque élevé (>10 dB) sur une bande passante optique de 0,48 nm. Cette recherche marque un pas en avant significatif, représentant une avancée dans la réalisation de filtres photoniques à micro-ondes, d'isolateurs sans aimant et de circulateurs basés sur la plateforme photonique AlScN en film mince.