針對傳統(tǒng)電光調制器存在調制速度慢、損耗高和封裝尺寸大等問題,采用高電光系數(shù)的高分子材料,結合狹縫波導理論,提出了一種基于振蕩微環(huán)的電光調制器,并利用COMSOL Multiphysics和Lumerical FDTD solutions仿真軟件對該調制器的關鍵性能進行仿真分析。分析結果表明:該電光調制器在小封裝尺寸條件下,具有優(yōu)異的光電性能,而且兼容互補金屬氧化物半導體（CMOS）標準制造工藝。 

【文章來源】：光通信技術. 2020,44(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

振蕩微環(huán)電光調制器結構與光傳輸路徑

其中，Aeff為有效模場面積，L為公共波導與振蕩微環(huán)間的距離。在振蕩微環(huán)硅層高度HSi分別為170 nm、200 nm、230 nm和260 nm的情況下，本文研究了不同HEOP下的QFOM，如圖2所示�？梢钥闯�，隨著振蕩微環(huán)硅層厚度HSi的增加，QFOM隨之增加；在相同的HSi情況下，QFOM隨著HEOP的增加而增加。綜合考慮各方面因素，振蕩微環(huán)的最佳結構參數(shù)為：HSi=260 nm,HEOP=40 nm。此時，振蕩微環(huán)的復合折射率為1.87+0.0018i，振蕩微環(huán)的單位長度傳輸損耗e1=0.657 dB/mm。2 電光調制器性能

本文采用Lumerical FDTD solutions仿真軟件對光信號傳輸性能進行研究分析。考慮到加工工藝和耦合效率等方面因素，取硅基波導高H=200 nm，此時公共波導的單位長度傳輸損耗為e2=2.8 dB/mm，公共波導與振蕩微環(huán)間的距離L=60 nm，公共直波導長度D=2.5μm，振蕩微環(huán)半徑R=535 nm。入射光波長范圍為1500～1600 nm，中心振蕩波長為1550 nm。該電光調制器在加載電壓前后的端口2透射頻譜的變化如圖3所示。在未加載電壓時，振蕩器的中心諧振波長為1550 nm，透射率為18.5%；加載了8.9 V電壓后，中心振蕩波長藍移了13.2 nm，變?yōu)?536.8 nm，透射率為79.5%。為了更深入地觀察調制器在加載電壓前后的狀態(tài)變化，本文研究了波長為1550 nm時調制器在高度方向上z= 9 nm處的歸一 化電場強 度分布 ， 如圖4所示�？梢钥闯�， 在未加載電壓時，波長為1550 nm的光束在調制器中激勵出了較強的振蕩， 大部分光束經振蕩微環(huán)從端口4輸出， 只有少量的光束 從端口2輸出；而在加載了8.9 V的電壓之后， 波長為1550 nm的光束在調制器 中基本沒 有激勵出諧振，光束主要從端口2輸出，這與圖3具有非常好的一致性。


本文編號：3234429