研究目的
研究铌酸锂光学波导上单片集成二氧化钛用于中红外电光调制。
研究成果
该研究成功展示了采用单片集成ToL波导的可重构中红外光子电路，实现了γeff为5.9 pm/V的高效电光调制。优化的波导设计与制备工艺实现了低损耗光传输与高速调制，适用于宽带光通信应用。
研究不足
该研究的局限性在于所使用的特定波长范围（中红外）和材料（二氧化钛与铌酸锂），这些可能不适用于其他光谱区域或材料体系。所实现的电光系数略低于铌酸锂的理论最大值，表明存在进一步优化的空间。
1：实验设计与方法选择：
本研究涉及中红外光子电路用TiO2-on-LiNbO3（ToL）波导的设计与制备。方法包括采用有限差分法（FDM）进行波导模式模拟，并优化TiO2厚度以实现高效电光调制。
2：样品选择与数据来源：
以z切单晶LiNbO3晶圆为衬底，通过溅射TiO2薄膜形成波导脊。光学特性通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）和配备能谱仪的扫描电镜（SEM）进行表征。
3：实验设备与材料清单：
设备包括用于TiO2沉积的反应射频溅射系统、配备能谱仪的结构表征扫描电镜，以及用于光学和电光特性的中红外测试平台。
4：实验流程与操作步骤：
制备过程包含光刻、TiO2溅射及剥离工艺以形成波导结构。通过施加电场并测量模式强度变化来测试电光调制性能。
5：数据分析方法：
基于泡克耳斯效应理论模型，根据施加电压下的模式强度变化推导电光系数。
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获取完整内容-
TiO2 thin film
Forms the upper waveguide ridge with broad transparency in the mid-IR regime.
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LiNbO3 wafer
z-cut single crystalline
Serves as the waveguide substrate with strong Pockels effect for E-O modulation.
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SEM
Used for inspecting the structure of the ToL device.
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EDS
Equipped with SEM for element mapping and material composition characterization.
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ATR-FTIR
Used for characterizing the optical property of deposited TiO2 thin film.
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