Low Driving Voltage and Low Optical Loss Electro-Optic Modulators Based on Lead Zirconate Titanate Thin Film on Silicon Substrate

锆钛酸铅 材料科学 光电子学 薄膜 基质(水族馆) 电极 外延 铁电性 电介质 纳米技术 物理 量子力学 海洋学 地质学 图层(电子)
作者
Dasai Ban,Guolei Liu,Hongyan Yu,Yingchun Wu,Feng Qiu
出处
期刊:Journal of Lightwave Technology [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:40 (9): 2939-2943 被引量:17
标识
DOI:10.1109/jlt.2021.3138887
摘要

Heterogeneous integration of electro-optic (EO) crystal thin film on insulator has become an attractive platform to achieve high-performance and compact modulators. While there has been some impressive research on the development of such modulators, a critical consideration is the relatively complex heterogeneous-integrating process. In this work, we demonstrate EO modulators based on lead zirconate titanate (PZT) crystal thin film on SiO 2 /Si substrate, where the PZT is epitaxially-grown via the straightforward chemical solution deposition method. The presented device exhibits a voltage–length product VπL of 1.4 V·cm and a propagation loss of 1.8 dB/cm at the wavelength of 1550 nm. The measured 3-dB bandwidth of a 5 mm-long device is 12 GHz, which can be improved by further optimizing the travelling-wave electrodes. The proposed technique should enable low-cost and mass-production of power-efficient modulators and to promote the development of photonic integration.
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