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基于光子晶体纳米梁腔的反射壁下载型电光调制器
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作者 朱文玲 陈鹤鸣 +1 位作者 徐文凯 胡宇宸 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第19期21-29,共9页
随着光通信产业和光互联技术的高速发展,具有高调制速率且易集成的小尺寸电光调制器件研究越来越重要。提出了一种以硅绝缘体(SOI)材料为基底的光子晶体纳米梁腔(PCNC)反射壁下载型电光调制器。信号光经过主线波导后首先被锥形波导耦合... 随着光通信产业和光互联技术的高速发展,具有高调制速率且易集成的小尺寸电光调制器件研究越来越重要。提出了一种以硅绝缘体(SOI)材料为基底的光子晶体纳米梁腔(PCNC)反射壁下载型电光调制器。信号光经过主线波导后首先被锥形波导耦合进一维光子晶体纳米梁腔中,然后进入下载波导并输出。优化主线波导与下载波导中反射圆孔的位置与个数,可以提高器件的整体透射率。纳米梁腔采用圆孔形渐变孔径,使得光束更好地被束缚在腔内。同时,在纳米梁腔两侧引入掺杂以形成PN结,施加较低偏压以改变纳米梁腔的谐振波长,从而实现工作波长光信号的“通”“断”调制。运用三维时域有限差分(3D‐FDTD)法对调制器的光学特性和电学性能进行仿真分析。结果表明,该电光调制器可以实现波长为1550.01 nm的光信号调制,调制电压仅为1.2 V,插入损耗为0.2 dB,消光比为24 dB,面积仅为54μm2,调制速率为8.7 GHz,调制带宽为122 GHz,调制速率下的能耗仅为4.17 pJ/bit。所提出的电光调制器结构紧凑,性能优异,有望应用于高速大容量光通信系统和集成硅光子技术等领域。 展开更多
关键词 光通信 载流子色散效应 时域有限差分法 光子晶体纳米梁腔 硅基波导 电光调制器
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Influence of doping position on the extinction ratio of Mach-Zehnder-interference based silicon optical modulators 被引量:1
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作者 Zhao Yong Wang Wanjun +3 位作者 Shao Haifeng Yang Jianyi Wang Minghua Jiang Xiaoqing 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 2012年第1期77-79,共3页
The extinction ratio (ER) ofa Mach-Zehnder-interference (MZI) based silicon optical modulator can be strongly influenced by carrier absorption. Moreover, different doping positions can induce different distributio... The extinction ratio (ER) ofa Mach-Zehnder-interference (MZI) based silicon optical modulator can be strongly influenced by carrier absorption. Moreover, different doping positions can induce different distributions of injected carriers, leading to different ERs. This effect has been experimentally investigated based on the devices fabricated on silicon-on-insulator (SOl) by using a 0.18μm CMOS process. Our experiments indicate that a device with a doping position of about 0.5μm away from the edge of the rib waveguide has optimal ER. 展开更多
关键词 silicon photonics MODULATOR carrier dispersion effect carrier absorption doping position
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载流子色散型硅基CMOS光子器件 被引量:2
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作者 赵勇 江晓清 +1 位作者 杨建义 王明华 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2485-2490,共6页
为了实现硅基单片光电子集成器件的实用化,介绍了采用P-I-N、双极型场效应晶体管、金属氧化物半导体和PN结结构的载流子色散型硅基CMOS光子器件的发展状况和特点,并汇报了硅基CMOS光子器件的设计和制作方面的工作.利用商业的CMOS工艺线... 为了实现硅基单片光电子集成器件的实用化,介绍了采用P-I-N、双极型场效应晶体管、金属氧化物半导体和PN结结构的载流子色散型硅基CMOS光子器件的发展状况和特点,并汇报了硅基CMOS光子器件的设计和制作方面的工作.利用商业的CMOS工艺线制作的器件获得了较好的结果,光调制器消光比约18dB,1×2光开关消光比约21dB,谐振环的消光比8~12dB.采用CMOS技术研制硅基光子器件,将能使集成光子学的发展上一个新的台阶. 展开更多
关键词 集成光学 硅基 载流子色散效应 CMOS光子器件
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基于Add-drop型微环谐振腔的硅基高速电光调制器设计 被引量:4
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作者 曹彤彤 张利斌 +3 位作者 费永浩 曹严梅 雷勋 陈少武 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第19期260-265,共6页
相比于传统的All-pass型微环谐振腔硅基电光调制器,Add-drop型微环谐振腔可提供更多的设计自由度,使调制器在不改变杂质掺杂浓度的情况下就能在调制带宽和消光比性能上获得均衡考虑.本文设计了基于Add-drop型微环谐振腔的高速、且在低... 相比于传统的All-pass型微环谐振腔硅基电光调制器,Add-drop型微环谐振腔可提供更多的设计自由度,使调制器在不改变杂质掺杂浓度的情况下就能在调制带宽和消光比性能上获得均衡考虑.本文设计了基于Add-drop型微环谐振腔的高速、且在低调制电压下实现大消光比的硅基电光调制器,所用微环谐振腔的半径仅仅为20μm.重点分析了直波导与微环谐振腔的耦合对调制器性能的影响,发现较小的Drop端耦合系数有利于消光比的提高,但是不能同时达到最佳的调制带宽,因此设计上存在一个带宽和消光比性能上的折中考虑.根据优化设计的结果进行了实际器件的制作和测试.静态光谱测试表明,在3 V反向偏置电压的作用下,调制器的消光比最大可达12 dB.动态电光响应测试中,在仅仅1.2 V的信号幅值电压下测得了8 Gbps数据传输速率的清晰眼图. 展开更多
关键词 电光调制器 绝缘体上的硅 微环谐振腔 载流子色散效应
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高局域性的可调硅基混合表面等离子体光相位调制器 被引量:1
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作者 孙晓萌 周林杰 +2 位作者 李新碗 谢静雅 陈建平 《光学与光电技术》 2011年第5期20-24,共5页
设计和分析了一种可调硅基混合表面等离子体相位调制器。表面等离子体的引入打破了衍射极限的限制,使光场局域在一个纳米尺寸范围。该调制器的实现采用了两种原理:硅材料的等离子体色散效应以及聚合物的电光效应。由于器件结构的电容和... 设计和分析了一种可调硅基混合表面等离子体相位调制器。表面等离子体的引入打破了衍射极限的限制,使光场局域在一个纳米尺寸范围。该调制器的实现采用了两种原理:硅材料的等离子体色散效应以及聚合物的电光效应。由于器件结构的电容和寄生电阻较小,RC响应时间为3.77ps,调制带宽大约100GHz。当外加2.5V的驱动电压时,该调制器的功耗为0.9mW(相当于9fJ/bit)。光相位调制器在光通信和光互联中都有重要应用。 展开更多
关键词 表面等离子体 等离子体色散效应 电光效应 相位调制器
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