High Refractive Index Chalcogenide Hybrid Inorganic/Organic Polymers for Integrated Photonics

材料科学 硫系化合物 折射率 聚合物 光子学 制作 纳米压印光刻 谐振器 高折射率聚合物 波导管 光电子学 复合材料 医学 病理 替代医学
作者
Abhinav Nishant,Kyung‐Jo Kim,Sasaan A. Showghi,Roland Himmelhuber,Tristan S. Kleine,Taeheon Lee,Jeffrey Pyun,Robert A. Norwood
出处
期刊:Advanced Optical Materials [Wiley]
卷期号:10 (16) 被引量:39
标识
DOI:10.1002/adom.202200176
摘要

Abstract Optical polymer‐based integrated photonic devices are gaining interest for applications in optical packaging, biosensing, and augmented/virtual reality (AR/VR). The low refractive index of conventional organic polymers has been a barrier to realizing dense, low footprint photonic devices. The fabrication and characterization of integrated photonic devices using a new class of high refractive index polymers, chalcogenide hybrid inorganic/organic polymers (CHIPs), which possess high refractive indices and lower optical losses compared to traditional hydrocarbon‐based polymers, are reported. These optical polymers are derived from elemental sulfur via the inverse vulcanization process, which allows for inexpensive monomers to be used for these materials. A facile fabrication strategy using CHIPs via lithography is described for single‐mode optical waveguides, Y junction splitters, multimode interferometers (MMIs), and high Q factor ring resonators, along with device characterization. Furthermore, propagation losses of 0.4 dB cm −1 near 1550 nm wavelength, which is the lowest measured loss in non‐fluorinated optical polymer waveguides, coupled with the benefits of low cost materials and manufacturing are reported. Ring resonators with Q factor on the order of 6 × 10 4 and cavity finesse of 45, which are some of the highest values reported for optical polymer‐based ring resonators, are also reported.
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