Add-drop system for Kerr bistable memory in silicon nitride microrings
我们数值研究了在氮化硅微腔系统中，在存在热光效应的情况下，实现基于克尔双稳态的存储操作所需的条件。通过对边耦合系统和分插系统的比较，发现要实现克尔双稳态操作，需要分插系统。此外，我们显示的耦合系数范围内的存储器操作不受热光效应。
2013-08-28 physics.optics
Correlated photon pair generation in low-loss double-stripe silicon nitride waveguides
我们演示了在符合与偶然比超过10的低损耗双条氮化硅波导中通过自发四波混频产生相关光子对。巧合与偶然的比率受到自发拉曼散射的限制，这可以通过未来的冷却来缓解。这表明，这种波导结构是一个潜在的平台，开发集成的量子光子芯片的量子信息处理。
2016-02-25 physics.optics
Silicon nitride bent asymmetric coupled waveguides with partial Euler bends
该研究针对氮化硅平台提出融合部分 Euler 弯曲绝热过渡的弯曲非对称耦合波导，并用高精度数值方法分析其低辐射损耗与偏振选择设计。
2024-02-29 physics.optics
Octave-spanning supercontinuum generation in a silicon-rich nitride waveguide
实验研究了铒光纤激光器飞秒脉冲泵浦下，非化学计量比富硅氮化物波导中倍频程超连续谱的产生。脉冲能量和带宽与化学计量氮化硅波导中实现的结果相当，但我们的材料平台更易于制造。我们还观察到在同一波导中利用正交泵浦产生破波超连续谱。进一步的分析表明，波导高度是一个强大的调谐参数，用于产生中红外色散波，同时保持泵浦在电信波段。
2016-06-02 physics.optics
Coupled fiber taper extraction of 1.53 um photoluminescence from erbium doped silicon nitride photonic crystal cavities
光纤锥用于收集在硅上的掺铒氮化硅中制造的光子晶体腔中的~1.5 μ m的光致发光发射。通过光纤锥的光致发光收集相对于自由空间增强2.5倍，总锥收集效率为53%。通过改变光纤锥距腔的偏移量，可以获得较宽的耦合强度调谐范围。这种材料体系结合光纤锥形收集器，有望用于构建片上光放大器。
2010-01-04 physics.optics
Coherent Frequency Comb Generation in a Silicon Nitride Microresonator with Anomalous Dispersion
我们观察到一个过渡到一个相干梳状态的氮化硅微谐振器与反常色散。虽然~300 fs的脉冲序列后，逐线整形，microns内的强度并没有出现脉冲状。
2014-02-21 physics.optics
Subwavelength grating metamaterial waveguides and ring resonators on a silicon nitride platform
我们首次提出并演示了在氮化硅平台上的亚波长光栅（SWG）超材料波导和环形谐振器。SWG波导的设计使得布洛赫模式与顶部包层材料的53%的大重叠被实现，展示了在倏逝场传感和光放大中的应用的优异潜力。的设备，其具有大于100纳米的临界尺寸，制造使用商业快速回转氮化硅原型铸造工艺，使用电子束光刻。所制造的器件的实验表征揭示了优异的环形谐振器内部品质因数（2.11x10^5）和C波段中的低传播损耗（~1.5 dB/cm），与硅基SWG环形谐振器相比，这两个参数都有显著改善。这些结果表明，SWG超材料结构的氮化硅基光子集成电路的良好前景。
2022-09-19 physics.optics
Counter-rotating cavity solitons in a silicon nitride microresonator
我们演示了使用固定的单频激光器在氮化硅微谐振腔中产生反向旋转的腔孤子。我们证明了一个双3孤子状态的孤子序列的重复率的差异，可以通过改变在两个方向上的泵浦功率的比例进行调谐。这样的系统使得能够实现高度紧凑的可调谐双梳状源，其可以用于诸如光谱学和测距的应用。
2017-11-13 physics.optics
Dispersion engineered high-Q silicon Nitride Ring-Resonators via Atomic Layer Deposition
我们展示了集成的基于氮化硅的环形谐振器的色散工程，通过原子层沉积（ALD）在结构的顶部沉积二氧化铪，通过保形涂层。反常色散的幅度和带宽都可以显著增加。所有结果都被高分辨率频率梳状辅助半导体激光光谱所证实，并且与模谱的模拟修正非常吻合。
2012-07-16 physics.optics
Stokes microcombs in silicon nitride microresonators
Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立罗蒙诺索夫大学）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）
本文首次在正常色散氮化硅微环谐振腔中观测到斯托克斯微梳，揭示了克尔与拉曼非线性相互作用机制，实现了两种梳态的可控切换，并通过数值模型验证了拉曼诱导 platicon 形成，为新型光子器件奠定基础。
2025-11-07 physics.optics
Enhanced Light Emission from Erbium Doped Silicon Nitride in Plasmonic Metal-Insulator-Metal Structures
在掺铒氮化硅层上制作了金属-绝缘体-金属结构中的等离子体光栅和纳米颗粒阵列。该材料系统使得能够简单地制造该结构，因为活性氮化物层可以直接生长在金属上。在共振上观察到高达12的收集发射的增强，同时也存在广泛的非共振增强。光栅和纳米粒子阵列的输出偏振行为的研究和匹配的等离子体共振，并作为粒子间距离的函数的耦合模式的行为进行了讨论。
2009-08-30 physics.optics
Electric field enhancement with plasmonic colloidal nanoantennas excited by a silicon nitride waveguide
我们研究了CMOS兼容的光学结构开发新型集成光谱系统的可行性。我们表明，利用等离子体纳米球的二聚体可以实现局部场增强，所述等离子体纳米球可以从CMOS兼容的光波导顶部的胶体溶液组装。共振二聚体纳米天线被激发的集成氮化硅波导中引导的模式。模拟结果表明，100倍的电场增强建立在二聚体间隙相比，波导倏逝场振幅在相同的位置。我们研究了场增强如何依赖于二聚体的位置，取向，距离和激发波导模式。
2016-02-16 physics.optics
Radiation Hardness of High-Q Silicon Nitride Microresonators for Space Compatible Integrated Optics
集成光学在空间应用中具有明显的优势，因为它将许多元件集成到单片坚固的芯片上。随着集成光学不同构件的发展，回答它们对电离辐射的耐受性的重要问题是有意义的。在这里，我们研究质子辐射对波导环形成的高Q值氮化硅微谐振器的影响。我们表明，高能量质子的照射对微谐振器的线性光学损耗没有持久的影响。
2014-06-02 physics.optics
Octave-spanning frequency comb generation in a silicon nitride chip
我们展示了一个频率梳跨越倍频程通过级联四波混频的参数过程中，单片，高Q值氮化硅微谐振器。该梳由1562 nm的单频泵浦激光器产生，跨度为128 THz，间距为226 GHz，可以随泵浦功率轻微调谐。此外，我们调查的RF噪声特性的参数梳，并发现，梳可以工作在低噪声状态下的噪声降低30 dB的泵频率被调谐到腔谐振。
2011-07-27 physics.optics
Monolithic silicon nitride electro-optic modulator enabled by optically-assisted poling
本文首次展示氮化硅微环谐振器的光辅助极化方法，无需高温处理即可实现1.2 pm/V的二阶非线性和4 GHz电光调制带宽，为单片紧凑氮化硅电光调制器奠定基础。
2024-10-22 physics.optics
Second-Harmonic Generation in Silicon Nitride Ring Resonators
硅光子学的新兴领域寻求将高带宽的光通信与CMOS微电子电路统一起来。许多元件已经被证明用于片上光通信，包括利用硅[1，2]、二氧化硅[3，4]和氮化硅[5，6]的非线性光学特性的元件。由于体$χ^{(2)}$在这些中心对称的CMOS材料中消失，因此还没有开发出通过二阶极化率实现的诸如二次谐波产生的工艺。产生的最低阶非线性将打开窗口，一个新的阵列CMOS兼容的光学器件能够实现非线性功能与？$χ^{(3)}$响应，例如电光调制、和频上转换和差频产生。在这里，我们展示了二次谐波（SH）产生的CMOS兼容集成氮化硅（Si3N4）波导。通过使用纳米级结构来打破体对称性，在中心对称材料中诱导$χ^{(2)}$响应。我们使用高品质因数Q环谐振腔来提高非线性光学过程的效率，并在毫瓦输入功率下检测SH输出。
2010-10-28 physics.optics
Enhancement of bulk second-harmonic generation from silicon nitride films by material composition
我们提出了一个全面的张量表征的二次谐波产生的氮化硅薄膜具有不同的组成。样品采用等离子体增强化学气相沉积法制备，材料成分随工艺中反应气体混合物的不同而变化。我们发现最低和最高的二阶磁化率之间的六倍增强，最高值约为5 pm/V，来自最富硅的样品。此外，发现光损耗对于应用来说足够小（低于6 dB/cm）。张量的结果表明，所有的样品保持面内各向同性独立的硅含量，突出了制造过程的可控性。
2017-10-03 physics.optics
Dual-pumped degenerate Kerr oscillator in a silicon nitride microresonator
本文在氮化硅微腔中利用双失谐泵浦和正常色散区四波混频实现简并参量振荡，理论证明可产生类χ(2)简并OPO的双模相位态，为CMOS相干光计算和全光量子随机数生成提供新途径。
2015-10-17 physics.optics
On observation of dispersion in tunable second-order nonlinearities of silicon-rich nitride thin films
我们目前的实验结果在非化学计量，富硅氮化物（SRN）薄膜的二次谐波产生。沉积态薄膜的二阶非线性系数\c{hi}（2）高达8 pm/V。利用电场诱导二次谐波效应（EFISH）可以对该值进行广泛的调谐，最大值为22.7 pm/V。我们进一步说明，这些薄膜所表现出的二阶非线性系数可以是高度色散的性质，并需要进一步的研究和分析，以评估其在电信波长的波导应用的可行性。
2018-08-22 physics.optics
Photonic integration of lithium niobate micro-ring resonators onto silicon nitride waveguide chips by transfer-printing
本文首次通过转移印刷技术将铌酸锂微环谐振器集成到氮化硅波导芯片上，实现了异质光子集成，测得加载品质因数超过32000。
2022-09-08 physics.optics
Observation of Transparency of Erbium-doped Silicon nitride in photonic crystal nanobeam cavities
在掺铒非晶氮化硅层中制备了一维纳米梁光子晶体腔。在低温和室温下，在不同的光抽运功率下，研究了1.54 μ m左右腔体的光致发光。共振器表明珀塞尔增强吸收和发射率，也证实了时间分辨测量。共振线宽随抽运功率的增加而变窄，表明吸收漂白和材料在5.5 K和室温下的受激发射开始。我们估计从腔线宽，Er已被泵浦到透明的腔谐振波长。
2010-03-09 physics.optics
High-coherence hybrid-integrated 780 nm source by self-injection-locked second-harmonic generation in a high-Q silicon-nitride resonator
本文通过自注入锁定1560 nm激光器至氮化硅谐振器，利用二阶非线性产生高相干780 nm光，实现4 Hz²/Hz低噪声，可推广至可见光波段。
2023-06-19 physics.optics
Efficient continuous-wave nonlinear frequency conversion in high-Q Gallium Nitride photonic crystal cavities on Silicon
本文报道了在连续波共振激发下，在硅衬底上的氮化镓平板光子晶体（PhC）谐振腔中，通过二次谐波（SHG）和三次谐波（THG）实现电信频段的非线性频率转换。优化的二维光子晶体腔增强远场耦合的特点是高达4.4 $\times10^{4}$的品质因数，接近计算的理论值。光限制的强增强使得能够实现有效的SHG，实现2.4 $\times10^{-3}$ $W^{-1}$的归一化转换效率，以及同时的THG。已检测到高达0.74 nW的二次谐波发射功率没有饱和。本文的结果验证了氮化镓用于集成非线性光学处理的适用性。
2016-09-26 physics.optics
Coherent Tunneling by Adiabatic Passage in Silicon Nitride based Integrated Waveguide Structures
Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；International Quantum Academy（国际量子学院）；Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（合肥国家实验室，中国科学技术大学）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；Faculty of Physics, Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学物理系）
本文提出了一种基于硅氮化物基集成波导结构的相干隧穿通过绝热传递方法，实现了高效光路由和传输，同时提升了CTAP的效率和灵活性。
2025-12-10 physics.optics
Silicon Nitride Waveguides for Plasmon Optical Trapping and Sensing Applications
我们展示了一个氮化硅沟槽波导与蝴蝶结天线等离子体增强光捕获沉积。亚微米氮化硅沟槽波导的制作与传统的光学光刻在一个低成本的方式。波导不仅具有低传输损耗和高非线性的优点，而且具有微流通道和波导相结合的优点。包含在梯形沟槽通道中的分析物可以与来自下方波导的渐逝场相互作用。渐逝场可以通过等离子体纳米结构进一步增强。在金纳米蝴蝶结天线的帮助下，所研究的波导对10 nm聚苯乙烯纳米颗粒表现出出色的捕获能力。我们发现，蝴蝶结天线可以导致60倍的增强电场的天线间隙。纳米颗粒上的光捕获力提高了三个数量级。一个强烈的趋势表明，纳米粒子可能会移动到高场强区，表现出的天线的捕获能力。采用点偶极子假设计算了垂直方向的梯度力，解析解与全波模拟结果吻合较好。研究表明，纳米结构图案化的氮化硅沟槽波导适用于光捕获和纳米颗粒传感应用。
2015-09-14 physics.optics
High Q micro-ring resonators fabricated from polycrystalline aluminum nitride films for near infrared and visible photonics
我们展示了宽带集成光子电路的光刻沉积氮化铝（AlN）薄膜。在近红外和可见光波长下，我们在集成波导中实现了低传播损耗，并实现了高质量的光学谐振器。在电信C波段（1520-1580 nm），我们获得了440，000的最高光学Q因子。临界耦合器件的消光比大于30 dB。对于可见光波长（约770 nm），本征品质因数超过30，000被证明。我们的工作说明了氮化铝作为宽带光学应用的低损耗材料的潜力。
2012-05-08 physics.optics
Spatiotemporal Nonlinear Pulse Dynamics in Multimode Silicon Nitride Waveguides
该研究提出基于开源多模非线性薛定谔方程的模拟方法，分析6μm宽氮化硅波导中飞秒脉冲演化，发现输入模式工程可调控非线性动力学，为集成光子平台中超连续谱生成等应用提供策略。
2025-08-26 physics.optics
Hybrid integrated mode-locked laser diodes with a silicon nitride extended cavity
集成半导体锁模激光器在许多应用中显示出前景，并且使用通用InP光子集成平台容易制造。然而，在这种平台中提供的无源波导具有相对高的线性和非线性损耗，这限制了这些激光器的性能。通过用例如外腔扩展这种激光器，可以显著提高性能。在本文中，我们首次证明了高性能锁模激光器可以实现与对接耦合集成技术，使用芯片级氮化硅波导。采用独立于平台的SiN/SU 8耦合器设计来耦合氮化硅外腔和III/V有源芯片。锁模激光器在2.18 GHz和15.5 GHz的重复率证明与洛伦兹RF线宽几个数量级小于已被证明在单片InP平台。对于2.18 GHz激光器，RF线宽为31 Hz。
2021-03-03 physics.optics
High-sensitivity silicon nitride microring resonator opto-fluidic sensor
Cardiff University（卡迪夫大学）；University of Plymouth（普利茅斯大学）；Swansea University（斯旺西大学）
基于硅氮微环谐振器的高灵敏度光流传感器，实现每折射率单位579纳米的灵敏度，适用于环境和生物传感应用。
2026-01-27 physics.optics
Analysis of silicon nitride partial Euler waveguide bends
在这项工作中，我们提出了一个详细的分析，在氮化硅部分欧拉弯曲在850 nm的波长的个别损失机制。这种结构优化了通过小半径光波导弯曲的传输。部分欧拉弯曲几何形状平衡了从直波导模式到弯曲波导模式的过渡所引起的损耗以及弯曲波导模式的辐射损耗。数值分析的45度弯曲通常采用S形弯曲配置，以创建横向偏移，以及90度和180度弯曲。此外，在氮化硅光子平台上制造了90度部分欧拉弯曲，以实验补充理论研究结果。优化的波导弯曲允许减小的有效半径而不增加总弯曲损耗，并且因此实现光子集成电路中的更高组件密度。
2019-10-16 physics.optics
Deuterated silicon nitride photonic devices for broadband optical frequency comb generation
我们报告和表征低温，等离子体沉积的氘氮化硅薄膜的非线性集成光子学。峰值处理温度低于300 $^\circ$ C，可与预处理CMOS基板后端兼容。我们实现了微谐振器的品质因数高达$1.6\times 10^6 $在1552 nm，和$>1.2\times 10^6$在整个$λ$ = 1510 - 1600 nm，没有退火或应力管理。然后，我们证明了该平台在非线性光子学中的直接效用，通过产生1太赫兹自由光谱范围，900 nm带宽调制不稳定微谐振器克尔梳和倍频程跨越，超连续加宽光谱。
2018-02-03 physics.optics
Thermo-optic modulator with ultra-high extinction ratio for low-loss silicon nitride integrated photonics
Bauman Moscow State Technical University（鲍曼莫斯科国立技术大学）；Dukhov Automatics Research Institute (VNIIA)（杜霍夫自动学研究所）
本文提出了一种超高消光比的热光调制器，用于低损耗硅氮化物集成光子学，实现了高相移和低功耗性能。
2026-01-27 physics.optics
Design and optimization of optical modulators based on graphene-on-silicon nitride microring resonators
为了克服石墨烯与光的弱相互作用带来的高调制深度的挑战，提出并研究了一种基于石墨烯可调光学电导率的氮化硅基石墨烯（SiNx）微腔。系统地分析和优化了石墨烯/氮化硅波导的几何参数，得到了0.04 dB/μm的损耗可调谐性和0.0022的有效折射率变化。我们详细研究了石墨烯与半径为40 μ m的微环谐振器之间的相互作用，其中同时考虑了电吸收和电折射调制。通过选择合适的石墨烯覆盖率和耦合系数，获得了大于40 dB的高调制深度和较大的制造公差。
2016-10-11 physics.optics
Monolithic integration of blue light sources into silicon nitride photonic chips
本研究从理论上探索了单片集成蓝光光源的氮化硅光子芯片，通过结合漂移扩散与麦克斯韦方程构建模型优化参数，为异质集成蓝光光子电路提供了可行方案。
2024-12-05 physics.optics
Design of an ultrahigh Quality factor silicon nitride photonic crystal nanocavity for coupling to diamond nanocrystals
在折射率为2.0的氮化硅（SiN_x）脊形波导中设计了一个质量因子（Q）为2.3 × 10^5、模体积为0.55（$λ/n$）^3、工作波长为637 nm的光子晶体纳米腔。模拟了嵌入纳米腔中心和顶部的各种尺寸和位置的单个金刚石纳米晶体对腔Q因子和模体积的影响，表明对于现实参数，Q > 2 x 10^5是可以实现的。腔量子电动力学的品质因数的分析表明，嵌入式金刚石氮空位中心和腔模式之间的强耦合是可以实现的腔尺寸的范围。
2008-09-29 physics.optics
Broadband acousto-optic modulators on Silicon Nitride
Purdue University（普渡大学）；Anello Photonics（Anello光子公司）
本研究在硅氮基上设计了首个宽带高频声光调制器，利用超低损耗波导实现高效调制，并应用于高Q光学机械传感系统。
2025-05-06 physics.optics
Low-loss silicon nitride Kerr-microresonators fabricated with metallic etch masks via metal lift-off
针对氮化硅反应离子蚀刻中厚光刻胶掩模导致的高深宽比与侧壁质量问题，提出金属剥离金属掩模，实现30:1蚀刻选择比并制备低损耗Kerr微环和宽带频率梳。
2025-06-06 physics.optics
Soliton repetition rate in a silicon-nitride microresonator
测量了反常色散氮化硅微腔中由单个孤子组成的克尔梳的重复率随泵浦频率调谐的变化。拉曼孤子自频移（SSFS）和热效应的贡献进行了实验和理论评估; SSFS被发现占主导地位的重复率的变化。重复频率的变化与抽运频率失谐量的关系与腔的非线性系数和色散无关。利用广义Lugiato-Lefever方程对重复率的变化进行了模拟，发现Kerr激波对持续时间低至~50 fs的腔孤子的重复率只有很小的影响。
2016-11-15 physics.optics
Photonic crystal dumbbell resonators in silicon and aluminum nitride integrated optical circuits
光在光子腔中的紧密限制为实现具有强场梯度的高光强提供了有效的模板。在这里，我们提出了这样一个纳米级谐振器器件的基础上的一维光子晶体槽腔。我们的设计允许实现高度本地化的光学模式，理论上预测的Q因子超过106。实验证明，在高对比度的折射率系统（硅），以及在由氮化铝制成的介质折射率对比器件的设计。我们在临界耦合谐振器中实现了21dB的消光比，使用片上读出平台，负载Q因子高达33，000。我们的方法有望实现超小型光机械谐振器的高频操作和传感应用。
2014-01-20 physics.optics
Direct growth of crack-free stoichiometric silicon nitride on sapphire for wide-band photonics
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；University of Maryland College Park（马里兰大学帕克分校）
该研究解决了氧化硅上化学计量氮化硅的应力开裂问题，在蓝宝石上直接生长出厚度达2 μm、应力仅200 MPa的无裂纹薄膜，其器件在宽波长范围具有低传输损耗，凸显其作为宽带光子学平台的潜力。
2026-10-14 physics.optics
Efficient and compact thermo-optic phase shifter in silicon-rich silicon nitride
设计、制造和表征了高折射率（λ = 1550 nm时n = 3.1）PECVD富硅氮化硅（SRN）中的低损耗超紧凑弯曲，并用于实现高效、小基底面热光移相器。紧凑的弯曲被构造成折叠波导几何形状，以在65 x 65 \mum 2的面积内形成矩形螺旋，具有1.2 mm的总有源波导长度。该器件具有8 mW/π的相移效率和15 KHz的3 dB开关带宽。我们提出SRN作为一个有前途的热光平台，结合了硅和硅化学计量氮化物的特性
2021-06-14 physics.app-ph physics.optics
Integrated CARS Source based on Seeded Four-wave Mixing in Silicon Nitride
对基于氮化硅波导的相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）集成非线性光源进行了理论研究。利用种子四波混频，获得了波长可调谐、时间同步的信号光和闲频光脉冲。我们发现，所计算的输入泵浦功率所需的非线性波长产生是一个以上的数量级低于以前报道的方法基于光纤。波长转换的调谐范围被计算为1418 nm至1518 nm（闲频）和788 nm至857 nm（信号），其对应于从2350 cm $^{-1}$至2810 cm $^{-1}$的振动跃迁的覆盖。在峰值泵浦功率为300 W时，获得了19.1%的最大转换效率。
2013-12-09 physics.optics
Self-referenced frequency combs using high-efficiency silicon-nitride waveguides
我们利用氮化硅波导自参考的电信波长的光纤频率梳通过超连续产生，使用11.3 mW的光功率入射在芯片上。这比使用非线性光纤的传统方法低大约十倍，并且通过低损耗（<2 dB）输入耦合和氮化硅的高非线性实现，其可以在入射能量仅为110 pJ的情况下提供两个倍频程的光谱展宽。超连续谱产生后，通过将780 nm色散波光与光纤激光器的倍频输出混合来实现自参考。此外，在更高的光功率，我们证明了f到3f的自参考直接从波导输出的同时超连续谱和三次谐波产生的干扰，而不使用外部倍频晶体或干涉仪。这些混合梳系统结合了光纤激光器频率梳的性能与光子波导的高非线性和紧凑性，并应导致低成本，完全稳定的频率梳的便携式和星载应用。
2017-04-12 physics.optics
Inverse-Designed Silicon Nitride Nanophotonics
Max Planck Institute for the Science of Light（马克斯·普朗克光科学研究所）；Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University（哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen（香港中文大学（深圳））；SPINS Photonics Inc（SPINS光子有限公司）
本文采用逆向设计方法在氮化硅平台上实现光子器件，并通过实验验证了波长和空间模式维度上的光操控，展示了高Q值谐振器及片上非线性与量子光学的潜力。
2025-05-19 physics.optics
On-Chip Integrated Quantum-Dot Silicon-Nitride Microdisk Lasers
在直径为7μm的无源SiN输出波导上实现了SiN-QD混合微激光器，并获得了27 μ Jcm-2的低阈值密度。从SiN/QD/SiN堆叠开始的新设计和独特的加工方案提供了长期稳定性，并有助于深入激光表征。这种方法为光通信、芯片实验室、气体传感以及潜在的片上腔量子电动力学和量子光学开辟了新的途径。
2019-01-18 physics.optics
On-chip ultra-compact hexagonal boron nitride topological ring-resonator in visible region
具有手征的超紧凑拓扑环形谐振腔是量子光学的重要器件。然而，有有限的演示手征共振器，特别是在可见光区。提出了一种基于六方氮化硼（hBN）谷型光子晶体（VPC）的拓扑光子环形谐振器。VPC中的自旋谷锁定效应允许在可见光区域（600 nm-650 nm）中实现边缘态的鲁棒单向传输。结果，可以在具有紧凑尺寸的hBN全通滤波器中实现在可见区域中具有15.2nm的自由光谱范围的高品质因数（679.3）。此外，我们研究了不同形状和组合的hBN环形谐振器的传输特性，证实了基于此原理设计拓扑环形谐振器的灵活性。这种设计可以很容易地与量子光子芯片集成，用于广泛的应用。
2022-03-15 physics.optics
Heterogeneously Integrated Balanced Photodetector on an Ultra-Low Loss Silicon Nitride Delay Line Interferometer
University of California at Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）
研究在超低损耗氮化硅平台上集成高性能光探测器，核心方法是异质集成InGaAs平衡光电探测器与氮化硅马赫-曾德尔干涉仪，主要贡献是实现片上稳定激光器和电路等功能。
2026-07-07 physics.optics
Demonstration of 4H silicon carbide on aluminum nitride integrated photonics platform
本研究首次演示了4H碳化硅在氮化铝上的集成光子平台，通过替换底层材料并底切氮化铝，实现了高品质因数微环谐振器（高达180万）及高热导率测量，为光子集成提供了新方案。
2024-02-06 physics.app-ph physics.optics
A Monolithic Radiation-Pressure Driven, Low Phase Noise Silicon Nitride Opto-Mechanical Oscillator
过去所示的腔光机械使能的辐射压力（RP）驱动振荡器提供了全光学射频（RF）源，而不需要外部电反馈。然而，这些振荡器需要外部锥形光纤或棱镜耦合和非标准制造工艺。在这项工作中，我们提出了一个CMOS兼容的制造工艺，设计高光学品质因数光机械谐振器在氮化硅。在此过程中设计的环形谐振器表现出低相位噪声RP驱动的振荡。使用集成光栅耦合器和波导将光耦合到微谐振器消除了先前演示中存在的接近载波频率的1/f^3和其他高阶相位噪声斜率。本文给出了一个工作在41.97MHz的射频驱动OMO，在1 kHz的频率偏移下，信号功率为-11dBm，相位噪声为-85dBc/Hz，在10 Hz的频率偏移下，噪声仅为1/f^2。
2011-09-14 physics.optics
High-dimensional broadband non-Abelian holonomy in silicon nitride photonics
本文首次在CMOS兼容的多层氮化硅集成平台上实现了最高六阶、带宽超100nm的非阿贝尔完整几何高维幺正矩阵，为集成光子学中的非阿贝尔光学计算器件奠定基础。
2023-08-11 physics.optics
Thermo-Optic Properties of Silicon-Rich Silicon Nitride for On-chip Applications
本研究表征了PECVD制备的不同硅含量富硅氮化硅薄膜的热光系数，揭示二者关联并测得最高值，还研制出高消光比、低功耗的SRN MMI热光开关，为片上光子应用提供支撑。
2020-05-09 physics.app-ph physics.optics
Chlorophyll Absorption Analysis Enabled by Silicon-Rich Nitride-Based Concentric Ring Metalens
本文提出一种工作在685 nm的富硅氮化物同心环超透镜，实测数值孔径0.5、聚焦效率36%，首次实现基于超透镜的叶绿素吸收分析与植物健康评估。
2025-04-20 physics.chem-ph physics.optics
Stress engineering with silicon nitride stressors for Ge-on-Si lasers
提出了侧面和顶部氮化硅应力源，并证明这是降低Ge-on-Si激光器阈值电流Ith和提高壁插效率ηwp的有效途径。侧面应激源仅被证明是比同时使用顶部和侧面应激源更有效的增加ηwp的方式。在仅使用侧面应力源和几何优化的情况下，可以实现ηwp为30.5%和Ith为50 mA（Jth为37 kA/cm 2），缺陷限制载流子寿命为1 nsec。在缺陷限制载流子寿命为10 nsec的情况下，可以实现7.8 mA的Ith（5.8 kA/cm 2的Jth）和38.7%的壁插效率。这些都是巨大的进步，从案件没有任何压力。这些结果为硅基锗激光器技术的发展提供了有力的支持，也为提高锗激光器性能提供了一条有效的途径。
2016-12-15 physics.optics
Silicon nitride metalenses for unpolarized high-NA visible imaging
超颖表面作为一种纳米级平面结构，通过特殊设计的纳米柱图案，在控制光的强度、相位和/或偏振方面显示出了优异的优势。它允许将庞大的光学透镜缩小到具有波长级厚度的芯片大小的超透镜，在可见光成像系统（例如超广角镜头和长焦镜头）中发挥前所未有的作用。然而，CMOS兼容的超透镜由于对材料特性（例如透射率和兼容性）的限制而尚未在可见光区域实现。在这里，我们实验证明了发散超透镜的基础上，氮化硅平台具有大数值孔径（NA~0.98）和高透射率（~0.8）的非偏振可见光，由695 nm厚的六方氮化硅阵列与相邻纳米柱之间的最小间距为42 nm。在可见光区域内实现了接近衍射极限的虚拟焦斑。这种超透镜能够将物体缩小到与单模光纤芯一样小的微尺度尺寸视场中。此外，还实现了具有1厘米直径的宏观超透镜，包括超过5亿个纳米柱，显示了宽视角功能的潜在应用。由于氮化硅的高透射率和CMOS兼容性，我们的发现可能为光纤，显微内窥镜，智能手机，航空相机，光束整形和其他集成片上器件领域的光学透镜小型化打开一扇新的大门。
2017-09-02 physics.optics
