High-frequency GaAs optomechanical bullseye resonator

Autor(es)

Carvalho, N. C. ^{[1, 2]} ; Benevides, R. ^{[1, 2]} ; Menard, M. ^[3] ; Wiederhecker, G. S. ^{[1, 2]} ; Frateschi, N. C. ^{[1, 2]} ; Mayer Alegre, T. P. ^{[1, 2]}

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Estadual Campinas, Gleb Wataghin Inst Phys, Photon Res Ctr, BR-13083859 Campinas, SP - Brazil

^[2] Univ Estadual Campinas, Gleb Wataghin Inst Phys, Dept Appl Phys, BR-13083859 Campinas, SP - Brazil

^[3] Univ Quebec Montreal, Dept Comp Sci, BP 8888, Montreal, PQ H3C 3P8 - Canada

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: APL PHOTONICS; v. 6, n. 1 JAN 1 2021.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

The integration of optomechanics and optoelectronics in a single device opens new possibilities for developing information technologies and exploring fundamental phenomena. Gallium arsenide (GaAs) is a well-known material that can bridge the gap between the functionalities of optomechanical devices and optical gain media. Here, we experimentally demonstrate a high-frequency GaAs optomechanical resonator with a ring-type bullseye geometry that is unprecedented in this platform. We measured mechanical modes up to 3.4 GHz with quality factors of 4000 (at 80 K) and optomechanical coupling rates up to 39 kHz at telecom wavelengths. Moreover, we investigated the material symmetry break due to elastic anisotropy and its impact on the mechanical mode spectrum. Finally, we assessed the temperature dependence of the mechanical losses and demonstrated the efficiency and anisotropy resilience of the bullseye anchor loss suppression, indicating that lower temperature operation may allow mechanical quality factors over 10(4). Such characteristics are valuable for active optomechanics, coherent microwave to optics conversion via piezomechanics, and other implementations of high-frequency oscillators in III-V materials. (AU)

• Processo FAPESP: 18/25339-4 - Dispositivos fotônicos integrados
• Beneficiário: Newton Cesario Frateschi
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 18/15580-6 - Cavidades optomecânicas rumo ao acoplamento forte com fótons únicos
• Beneficiário: Thiago Pedro Mayer Alegre
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores - Fase 2
• Processo FAPESP: 17/19770-1 - Microcavidades ópticas passivas e ativas com alto acoplamento optomecânico
• Beneficiário: Natália Do Carmo Carvalho
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 18/15577-5 - Circuitos nanofotônicos não-lineares: blocos fundamentais para síntese de frequências ópticas, filtragem e processamento de sinais
• Beneficiário: Gustavo Silva Wiederhecker
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores - Fase 2
• Processo FAPESP: 16/18308-0 - Optomecânica quântica em microcavidades
• Beneficiário: Rodrigo da Silva Benevides
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado