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Monolithic integration of laser onto multilayer silicon nitride photonic integrated circuits with high efficiency at telecom wavelength

光子集成电路 材料科学 光电子学 功率分配器和定向耦合器 激光器 耦合损耗 光子学 光学 宽带 集成电路 氮化硅 插入损耗 硅光子学 输出耦合器 带宽(计算) 波长 光纤 电信 物理 谐振器 计算机科学
作者
Yisu Yang,Hao Zhao,Xiaomin Ren,Yongqing Huang
出处
期刊:Optics Express [Optica Publishing Group]
卷期号:29 (18): 28912-28912 被引量:14
标识
DOI:10.1364/oe.434913
摘要

We propose a multilayer silicon nitride (SiN) -on-silicon photonic integrated circuit (PIC) platform with a monolithic laser at the C-band. A tapered edge coupler and a meta-structure-based interlayer directional coupler in the platform were designed to realize low-loss broadband laser-to-chip 3D coupling with small footprint. The coupling length of the interlayer directional coupler and the gap between different SiN layers were optimized as 12.7 µm and 1.4 µm. We measured the 1-dB-drop optical operation bandwidth of greater than 76 nm and the coupling loss of 6.1 ± 0.1 dB at 1550 nm for the interlayer directional coupler. The hybrid integration was demonstrated as a proof of concept for monolithic integration of light sources. The butt-coupling loss of 3.7 ± 0.1 dB between an on-chip DFB laser and a SiN edge coupler at 1549.48 nm was achieved. This approach opens the possibility of employing monolithic laser in the silicon photonics platform.
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