Экстремальные условия, такие как космическая оптическая связь и атомные электростанции, предъявляют жесткие требования к надежности и стабильности фотонных интегрированных устройств. Традиционные кремниевые волноводы сталкиваются с серьезным риском ухудшения производительности в указанных условиях, в первую очередь из-за своей низкой радиационной стойкости и химической чувствительности. В связи с этим в данной работе разработан и исследован новый оптический волновод на основе Ta₂O₅ с радиационной стойкостью и химической стабильностью. Структура волновода была оптимизирована на основе классической электромагнитной теории, а экспериментально подтверждено, что волновод обладает низкими потерями и идеальной способностью к ограничению светового модового распределения. Кроме того, технология изготовления совместима с существующими полупроводниковыми процессами, что обеспечивает хорошие интеграционные возможности; волновод можно дополнительно использовать для создания селективных устройств, таких как FP (Фабри–Перро) резонаторы и гратты, обеспечивающие передачу и управление фотонами. Настоящее исследование предлагает высокопроизводительное и надежное решение для волноводов, стабильно функционирующих в условиях сильного излучения и высокой коррозии, и открывает широкие перспективы для приложений в системах оптической связи и сенсорах.

Пентаоксид тантала; многослойная диэлектрическая пленка; оптический волновод; анализ мод