研究目的
利用相变材料开发低损耗、宽带且非易失性的光开关，用于可编程光子集成电路。
研究成果
基于相变材料和非对称定向耦合器设计的非易失性光开关具有结构紧凑、损耗低和宽带工作的特点，适用于光场可编程门阵列、互连、神经形态计算、量子计算和微波光子学等领域。通过改进材料和制造工艺，未来性能还可进一步提升。
研究不足
由于对准精度有限，制造过程中产生的缺陷（如间隙变化和GST层的位置偏移）会降低插入损耗和串扰等性能指标。这些开关针对TE偏振进行了优化，并采用热加热方式实现相变，这可能不适用于高速应用场景。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用非对称定向耦合器设计，结合相变材料（如Ge2Sb2Te5，简称GST）构建非易失性光开关。通过频域有限元法（COMSOL Multiphysics）和三维时域有限差分法（Lumerical）进行仿真，以优化波导参数并预测性能。
2：样品选择与数据来源：
器件制备于绝缘体上硅（SOI）晶圆，其220纳米厚硅层位于3微米厚埋氧层之上。
3：实验设备与材料清单：
SOI晶圆、电子束光刻（EBL）系统、感应耦合等离子体（ICP）刻蚀机、磁控溅射系统、GST、氧化铟锡（ITO）、正性ZEP-520A光刻胶、PMMA光刻胶、快速热退火（RTA）系统、配备可调谐激光器与功率计的光纤测试装置。
4：实验流程与操作步骤：
通过EBL定义图形，ICP刻蚀硅层，磁控溅射沉积GST与ITO后剥离，RTA触发相变，采用离片光纤系统（含偏振控制）进行光学表征。
5：数据分析方法：
测量传输光谱，计算插入损耗与串扰，并与仿真结果对比。
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