モノリシック集積型非相反光共振器におけるオンチップ光アイソレーション

光アイソレーターや光サーキュレーターなどの非相反フォトニックデバイスは、光通信システムに不可欠な構成要素である。しかし、半導体プラットフォームにおけるそのようなデバイスの集積化は、ウエハー接合を必要とする磁気光学材料と半導体材料が不適合であり、アイソレーターの占有面積が大きいため、困難であった。今回我々は、シリコン上にモノリシックに集積した初の磁気光学アイソレーターについて報告する。我々は、シリコン・オン・インシュレーター基板上の非相反光共振器を用いて、均一な外部磁場中で、1,550 nmの通信波長付近において最高19.5 dBのアイソレーション比の一方向光伝送を実証している。我々のデバイスは長さが290 µmと占有面積が小さく、従来の単結晶ガーネット基板上の集積光アイソレーターよりも著しく小さい。このモノリシック集積型非相反光共振器は、光アイソレーターや光サーキュレーターなどのさまざまな超小型シリコンフォトニックデバイスの基本的構成要素としてとして役立つ可能性があり、将来安価な大規模集積化が可能になるかもしれない。