Enhancing stimulated Brillouin scattering in suspended silicon waveguides through subwavelength nanostructuration [Invited]
Notice bibliographique
Résumé
Brillouin optomechanics is playing a key role in the development of groundbreaking devices and novel functionalities in integrated silicon photonics, such as narrow linewidth filtering and lasers, tunable frequency, non-reciprocity, etc. Most silicon-based optomechanical waveguides, which use anchoring arms or perforated slabs to ensure mechanical stability and operate for transverse-electric polarized light, face challenges with acoustic mode leakage into the lateral Si slab, limiting the photon-phonon overlap and the Brillouin gain. Here, we propose new waveguide designs based on subwavelength nanostructuration to tailor near-infrared photons and GHz phonons and maximize the Brillouin gain. We introduce six different geometries suitable for both membrane or fully suspended configurations (i.e., without transversal arms anchoring the core to the Si slab). Our three-dimensional optomechanical simulations predict that subwavelength silicon membranes with strip, slot, and SWG slot core waveguides achieve gains up to 12257 W -1 m -1 at mechanical frequencies of 12-13 GHz. Moreover, suspended silicon waveguides with SWG slots achieve a high gain of 43542 W -1 m -1 at 4.45 GHz, with the ability to adjust the mechanical frequency from 4 to 9 GHz. Further enhancements in the Brillouin gain are studied by integrating side arms to amplify the moving boundaries effect in the suspended SWG slot waveguides and leveraging the slow light regime, which can significantly increase the Brillouin gain up to 17 × 10 6 W -1 m -1 for a mechanical mode at 11.18 GHz.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».