Интегрированная фотоника на тонкопленочном ниобате лития

Ниобат лития (LN), выдающийся и универсальный материал, уже десятилетиями влияет на нашу повседневную жизнь — от обеспечения высокоскоростной оптической связи, лежащей в основе Интернета, до реализации радиочастотной фильтрации, используемой в мобильных телефонах. Этот материал, известный более полувека, в настоящее время переживает революцию в области интегрированной фотоники на тонкой пленке LN. Успехи в изготовлении тонких пленок LN-on-insulator (LNOI) высокого качества на масштабах ваферов и прорывы в нанофабрикации сделали возможными высокопроизводительные интегрированные нанофотонные компоненты. В результате быстрого развития за последние несколько лет некоторые из этих тонкопленочных устройств на LN, такие как оптические модуляторы и нелинейные преобразователи длины волны, уже превзошли свои традиционные аналоги, выполненные на объемных кристаллах LN. Более того, нанофотонная интеграция обеспечила сверхнизкопотеряные резонаторы на LN, что открыло множество новых приложений, таких как оптические частотные гребенки и квантовые транспондеры. В этом обзоре рассматриваются — от базовых принципов до современного состояния — различные аспекты интегрированной фотоники на тонкопленочном LN, включая материалы, основные пассивные компоненты и различные активные устройства, основанные на электрооптике, полностью оптических нелинейностях и акустооптике. Мы также выделяем проблемы, с которыми в настоящий момент сталкивается эта платформа, и указываем на перспективы развития. Область интегрированной фотоники на LNOI развивается быстро и готова оказать существенное влияние на широкий спектр приложений в коммуникациях, обработке сигналов и квантовой информатике.