Photonique intégrée reconfigurable non volatile activée par un matériau à changement de phase large bande à faible perte

Résumé Les matériaux à changement de phase (MCP) ont longtemps été utilisés comme support de stockage dans les disques compacts réinscriptibles et plus tard dans la mémoire à accès aléatoire. Ces dernières années, l'intégration des MCP avec des structures nanophotoniques a introduit un nouveau paradigme pour l'optique reconfigurable non volatile. Cependant, la perte élevée du MCP archétypal Ge 2 Sb 2 Te 5 dans les longueurs d'onde visibles et de télécommunication a fondamentalement limité ses applications. Le Sb 2 S 3 a récemment émergé comme un MCP à large bande interdite avec des fenêtres de transparence allant de 610 nm à près de l'IR. Dans cet article, la forte modulation de phase optique et la faible perte optique de Sb 2 S 3 sont démontrées expérimentalement pour la première fois sur des plateformes photoniques intégrées à la fois à 750 et 1550 nm. Contrairement au silicium, le coefficient thermo-optique de Sb 2 S 3 est montré comme étant négatif, rendant la plateforme hybride Sb 2 S 3 –Si moins sensible aux fluctuations thermiques. Enfin, un interrupteur microrésonnant non volatile intégré en Sb 2 S 3 est démontré, pouvant être ajusté électriquement entre un état de transmission élevé et bas avec un contraste supérieur à 30 dB. Ce travail vérifie expérimentalement la modification de phase notable et la faible perte de Sb 2 S 3 dans les plages de longueurs d'onde pertinentes tant pour l'émetteur quantique à l'état solide que pour la télécommunication, permettant des applications potentielles telles que des tableaux de portes programmables optiques, le découpage après fabrication et un réseau quantique photonique intégré à grande échelle.