硅基光子集成的基礎(chǔ)功能器件研究
發(fā)布時間：2020-12-03 12:09
通信系統(tǒng)的信息傳輸容量爆炸式的增長極大的促進了光子學(xué)的發(fā)展,以硅材料為基底的硅基光子學(xué)技術(shù)具有低功耗、高速率和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)勢,其將成為打破信息網(wǎng)絡(luò)所面臨的功率、速率和體積等方面瓶頸的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文針對硅基光子學(xué)這一熱點研究方向,就硅基光子集成的基礎(chǔ)功能器件（主要涉及信道的容量擴展、信號的實時延時和波長的精密檢測）進行了細致的理論探索和實驗求證,主要的研究內(nèi)容和創(chuàng)新點包含以下幾個方面:1.信道的容量擴展:（1）提出基于雙反向漸變定向耦合器的模式復(fù)用/解復(fù)用器,其具有大帶寬、高容差和易于擴展等優(yōu)勢。多通道的模式復(fù)用/解復(fù)用器在100nm波長范圍內(nèi),串擾小于-15dB。（2）為了適應(yīng)未來片上動態(tài)可重構(gòu)通信系統(tǒng),基于非對稱Y分支器設(shè)計出兩個模式的模式選擇開關(guān),在1525nm-1595nm波長范圍內(nèi),器件輸出切換前后的消光比（ER,ExtinctionRatio）為12dB-17dB,插損最大為1.5dB。（3）利用非對稱Y分支器設(shè)計出通道可切換的模式成組分離/合束器,仿真結(jié)果顯示動態(tài)切換輸出端前后,其具有大帶寬（>200nm）、低串擾（<-17.9dB）優(yōu)點。2.信號的實時延時...
【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：158 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
圖１．１?（ａ）外部封裝半導(dǎo)體激光器；（ｂ）增益材料生長在硅波導(dǎo)表面；（ｃ）增益材料內(nèi)??嵌于硅波導(dǎo)中［２８］
１緒論??耗盡型［３７］結(jié)構(gòu)被提出，如圖１．２所示，硅基調(diào)制器的速度提升到５６Ｇｂ／ｓ以上。??在硅基平臺上引入較強電光效應(yīng)材料也可實現(xiàn)高速率調(diào)制器［３８］，典型的材料有：??ＳｉＧｅ，石墨烯，有機物和ＩＩＩ－Ｖ化合物。雖然這些材料實現(xiàn)的調(diào)制器性能優(yōu)異，缺??點是與ＣＭＯＳ工藝不兼容。通過硅波導(dǎo)應(yīng)變引入普克爾效應(yīng)需要較高的驅(qū)動電??壓才能獲得較好的調(diào)制性能。??⑷．．（ｂ）?＾?／Ｍ＇??？?一，?：ｃ）歲鉍ｗ?．?—?．?．／?ｙ??圖１．２基于（ａ）載流子積累型機制，（ｂ）載流子注入型機制和（ｃ）載流子耗盡型機制基??于等離子色散效應(yīng)硅基光學(xué)調(diào)制器結(jié)構(gòu)示意圖［３８］。??目前，基于等離子色散效應(yīng)的硅基馬赫－曾德爾干涉儀ＭＺＩ調(diào)制器相關(guān)研究??相對成熟［３９］－［４２］，如圖１．３?（ａ）所示。但是要獲得較高的調(diào)制效率，需要加載??約６Ｖ驅(qū)動電壓，功耗大�；谳d流子積累型的硅基調(diào)制器對應(yīng)的調(diào)制效率比耗??盡型調(diào)制器提高了五倍
１緒論??耗盡型［３７］結(jié)構(gòu)被提出，如圖１．２所示，硅基調(diào)制器的速度提升到５６Ｇｂ／ｓ以上。??在硅基平臺上引入較強電光效應(yīng)材料也可實現(xiàn)高速率調(diào)制器［３８］，典型的材料有：??ＳｉＧｅ，石墨烯，有機物和ＩＩＩ－Ｖ化合物。雖然這些材料實現(xiàn)的調(diào)制器性能優(yōu)異，缺??點是與ＣＭＯＳ工藝不兼容。通過硅波導(dǎo)應(yīng)變引入普克爾效應(yīng)需要較高的驅(qū)動電??壓才能獲得較好的調(diào)制性能。??⑷．．（ｂ）?＾?／Ｍ＇??？?一，?：ｃ）歲鉍ｗ?．?—?．?．／?ｙ??圖１．２基于（ａ）載流子積累型機制，（ｂ）載流子注入型機制和（ｃ）載流子耗盡型機制基??于等離子色散效應(yīng)硅基光學(xué)調(diào)制器結(jié)構(gòu)示意圖［３８］。??目前，基于等離子色散效應(yīng)的硅基馬赫－曾德爾干涉儀ＭＺＩ調(diào)制器相關(guān)研究??相對成熟［３９］－［４２］，如圖１．３?（ａ）所示。但是要獲得較高的調(diào)制效率，需要加載??約６Ｖ驅(qū)動電壓，功耗大。基于載流子積累型的硅基調(diào)制器對應(yīng)的調(diào)制效率比耗??盡型調(diào)制器提高了五倍
【參考文獻】：
期刊論文
[1]偏振控制器的研究進展[J]. 趙娜,李小妍,劉繼紅. 西安郵電學(xué)院學(xué)報. 2008(03)
[2]偏振控制器的研究和現(xiàn)狀[J]. 龔巖棟,陳根祥,簡水生. 光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù). 1995(03)
博士論文
[1]硅基微環(huán)諧振腔傳輸譜特性的集成光子應(yīng)用研究[D]. 沈奧.浙江大學(xué) 2015
本文編號：2896338
【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：158 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
圖１．１?（ａ）外部封裝半導(dǎo)體激光器；（ｂ）增益材料生長在硅波導(dǎo)表面；（ｃ）增益材料內(nèi)??嵌于硅波導(dǎo)中［２８］
１緒論??耗盡型［３７］結(jié)構(gòu)被提出，如圖１．２所示，硅基調(diào)制器的速度提升到５６Ｇｂ／ｓ以上。??在硅基平臺上引入較強電光效應(yīng)材料也可實現(xiàn)高速率調(diào)制器［３８］，典型的材料有：??ＳｉＧｅ，石墨烯，有機物和ＩＩＩ－Ｖ化合物。雖然這些材料實現(xiàn)的調(diào)制器性能優(yōu)異，缺??點是與ＣＭＯＳ工藝不兼容。通過硅波導(dǎo)應(yīng)變引入普克爾效應(yīng)需要較高的驅(qū)動電??壓才能獲得較好的調(diào)制性能。??⑷．．（ｂ）?＾?／Ｍ＇??？?一，?：ｃ）歲鉍ｗ?．?—?．?．／?ｙ??圖１．２基于（ａ）載流子積累型機制，（ｂ）載流子注入型機制和（ｃ）載流子耗盡型機制基??于等離子色散效應(yīng)硅基光學(xué)調(diào)制器結(jié)構(gòu)示意圖［３８］。??目前，基于等離子色散效應(yīng)的硅基馬赫－曾德爾干涉儀ＭＺＩ調(diào)制器相關(guān)研究??相對成熟［３９］－［４２］，如圖１．３?（ａ）所示。但是要獲得較高的調(diào)制效率，需要加載??約６Ｖ驅(qū)動電壓，功耗大�；谳d流子積累型的硅基調(diào)制器對應(yīng)的調(diào)制效率比耗??盡型調(diào)制器提高了五倍
１緒論??耗盡型［３７］結(jié)構(gòu)被提出，如圖１．２所示，硅基調(diào)制器的速度提升到５６Ｇｂ／ｓ以上。??在硅基平臺上引入較強電光效應(yīng)材料也可實現(xiàn)高速率調(diào)制器［３８］，典型的材料有：??ＳｉＧｅ，石墨烯，有機物和ＩＩＩ－Ｖ化合物。雖然這些材料實現(xiàn)的調(diào)制器性能優(yōu)異，缺??點是與ＣＭＯＳ工藝不兼容。通過硅波導(dǎo)應(yīng)變引入普克爾效應(yīng)需要較高的驅(qū)動電??壓才能獲得較好的調(diào)制性能。??⑷．．（ｂ）?＾?／Ｍ＇??？?一，?：ｃ）歲鉍ｗ?．?—?．?．／?ｙ??圖１．２基于（ａ）載流子積累型機制，（ｂ）載流子注入型機制和（ｃ）載流子耗盡型機制基??于等離子色散效應(yīng)硅基光學(xué)調(diào)制器結(jié)構(gòu)示意圖［３８］。??目前，基于等離子色散效應(yīng)的硅基馬赫－曾德爾干涉儀ＭＺＩ調(diào)制器相關(guān)研究??相對成熟［３９］－［４２］，如圖１．３?（ａ）所示。但是要獲得較高的調(diào)制效率，需要加載??約６Ｖ驅(qū)動電壓，功耗大。基于載流子積累型的硅基調(diào)制器對應(yīng)的調(diào)制效率比耗??盡型調(diào)制器提高了五倍
【參考文獻】：
期刊論文
[1]偏振控制器的研究進展[J]. 趙娜,李小妍,劉繼紅. 西安郵電學(xué)院學(xué)報. 2008(03)
[2]偏振控制器的研究和現(xiàn)狀[J]. 龔巖棟,陳根祥,簡水生. 光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù). 1995(03)
博士論文
[1]硅基微環(huán)諧振腔傳輸譜特性的集成光子應(yīng)用研究[D]. 沈奧.浙江大學(xué) 2015
本文編號：2896338
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