待機時消費電力がフェムトワットレベルの微小電気機械素子に基づくプログラマブル・フォトニックアレイ

プログラマブル・フォトニック集積回路は、古典フォトニクスや量子フォトニクスの多くの新しい応用分野において、オプトエレクトロニック信号処理、計算、通信にエキサイティングな機会をもたらす。今回我々は、周回型メッシュネットワークにおいて、静電容量型微小電気機械アクチュエーターを用いてチューナブルカプラーとチューナブル位相シフターをアレイレベルで実証したことを示す。その作製プロセス全体が、従来のウエハーレベルの受動シリコンフォトニクス・プラットフォームに適合している。10フェムトワット未満という極めて低いユニットレベル待機時消費電力と、11 V未満のプログラミング電圧で40ピコジュール未満という極めて低い再構成エネルギーによって、サブデシベルの光学損失で導波光波の位相と振幅を効率的に変調するバランスの取れたスケーラブルな方法が得られる。この連続調整可能な方向性カプラーの消光比は、30 dBを超えている。0.075 V cm未満の変調効率と0.01 dBの位相依存挿入損失変動で、全2π位相シフトを実現できる。