硅-有机物材料混合电光调制器的优化设计

• 作者: 吴远大 安俊明 尹小杰 张家顺 李凯丽 李建光 王亮亮 王玥 王红杰
• 来源期刊: 光子学报
• 学科: 工学
• 关键词: 硅-有机物材料混合 槽式波导 电光调制器 马赫曾德干涉 模式转换器
• 年，卷（期）: 2016,（5）
• 所属期刊栏目: 光学器件
• 页码范围: 55-61
• 分类号: TN761.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/gzxb20164505.0523001

摘要

设计了一种基于绝缘上层硅的硅-有机物材料混合马赫-曾德干涉型高速电光调制器.利用光束传播法对顶层硅为220 nm的绝缘上层硅基片上的3 dB分束器/合束器的结构参数进行模拟,优化后附加损耗仅为0.106 dB.为提高模式转换效率,在条形波导和slot波导之间设计了模式转换器,光耦合效率高达98.8％,实现了光模式高效转化.利用时域有限差分法模拟了slot波导平板区掺杂浓度对波导内光学损耗的影响,在几乎不产生光学损耗的情况下,得到平板区轻掺杂浓度为71017/cm3,调制器设计总损耗为0.493 dB.利用薄膜模式匹配法对slot波导结构进行仿真分析,考虑slot区等效电容及平板区等效电阻对带宽的影响,优化后得到slot波导结构的限制因子为0.199.采用slot波导与强非线性有机材料LXM1结合的绝缘上层硅平台实现了强普克尔效应,得到电光调制器半波电压长度积为1.544 V·mm,电学响应3 dB带宽为137 GHz.