Изучение термооптических свойств ниобата лития на изоляторе при криогенных температурах

Оптический журнал. 2025. Т. 92. № 12. С. 3–11.

Венедиктов И. О., Кобцев Д. М., Святодух С. С., Голиков А. Д., Ан П. П., Ковалюк В. В., Гольцман Г. Н.

Предмет исследования. Термооптические свойства ниобата лития на изоляторе при понижении температуры от комнатной до гелиевой.

Цель работы. Установление температурной зависимости эффективного показателя преломления волновода из ниобата лития в широком диапазоне температур (6–294 K).

Метод. Измеренные спектры пропускания микрокольцевых резонаторов из нитрида кремния в криостате обрабатывались и сравнивались с литературными данными для подтверждения корректности используемой методики. Затем проводились повторные измерения спектров пропускания микрокольцевых резонаторов из ниобата лития в криостате с последующей математической обработкой экспериментальных данных.

Основные результаты. Определены скорости изменения эффективного показателя преломления ниобата лития на изоляторе, которые составили 8,81×10–6 K–1 при 294 K и 2,74×10–7 K–1 при 6 К. Значения добротности менялись по параболической зависимости от 20000 (292 K) до 18000 (6 K) с максимумом 24000 при температуре 150 K.

Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы для проектирования устройств интегральной оптики из ниобата лития, работающих при криогенных температурах для создания квантового компьютера на фотонах и ионах.

Ключевые слова: integrated optics, lithium niobate on an insulator, silicon nitride, thermo-optical effect, интегральная оптика, ниобат лития на изоляторе, нитрид кремния, термо-оптический эффект