基于硅的MZI嵌入式Fano谐振器：具有宽可调斜率特性及其应用

《Journal of Lightwave Technology》：Silicon-Based MZI-Embedded Fano Resonator With Widely Tunable Slope Rate and Its Applications

硅基集成马赫-曾德尔干涉仪微环谐振器实现宽调谐费曼共振，最大消光比67.34dB，斜率范围-2166.08至2817.54dB/nm，可应用于可调慢/快光、微波频率测量（0.15GHz分辨率）和光脉冲微分（90ps FWHM）。

　　

摘要：

本文提出了一种基于马赫-曾德尔干涉仪（MZER）嵌入式微环谐振器的宽调谐Fano谐振器，并在绝缘体上的硅（SOI）平台上实现了该谐振器的制备。Fano共振中的非对称线形是由于MZER核心结构的共振模式之间的干涉和耦合产生的。此外，嵌入式等臂马赫-曾德尔干涉仪用于调节每个工作波长下Fano共振的“开启”和“关闭”状态。测量结果显示，所制备的基于MZER的Fano谐振器具有最大的消光比（67.34 dB）以及超宽的调谐范围，其斜率（SR）从?2166.08 dB/nm可调至2817.54 dB/nm。由于具有极尖锐的非对称线形和宽调谐的斜率，这种基于MZER的Fano谐振器在实验中展示了多种应用前景，包括可调慢光和快光的产生（群延迟可调范围为946.36 ps至?568.26 ps），以及频率测量（测量精度为±0.15 GHz，测量范围为5 GHz），还有高斯脉冲的光学时间分辨（时间半高宽为90 ps）。

引言

Fano共振是一种共振散射现象，当离散的局域态与连续态发生干涉时就会出现[1],[2]，此时相应的传输谱会变得非对称，并产生较大的消光比（ER）和尖锐的斜率（SR）。迄今为止，已使用纳米级腔体结构来验证这一现象并评估Fano共振的实际性能，例如纳米波导腔[3],[4]、等离子体纳米结构[5],[6]以及带有布拉格光栅的侧槽波导[7]。然而，这些结构是通过特定的制备技术（如电子束光刻（EBL）[3],[5],[6]）实现的，而非光刻技术，这限制了它们的大规模生产。此外，这些器件中的Fano共振的消光比（ER）和斜率（SR）缺乏可调性。