En av de viktigaste egenskaperna hos en optisk modulator är dess moduleringshastighet eller bandbredd, som bör vara minst lika snabb som den tillgängliga elektroniken. Transistorer med transitfrekvenser långt över 100 GHz har redan demonstrerats i 90 nm kiselteknologi, och hastigheten kommer att öka ytterligare när minsta funktionsstorlek minskar [1]. Bandbredden för dagens kiselbaserade modulatorer är emellertid begränsad. Kisel har inte en χ (2) -nonlinearitet på grund av dess centro-symmetriska kristallina struktur. Användningen av ansträngt kisel har lett till intressanta resultat redan [2], men olinjäriteterna tillåter ännu inte praktiska apparater. Statliga kiselfotonmodulatorer förlitar sig därför fortfarande på spridning av frittbärare i PN- eller PIN-korsningar [3–5]. Framför partiska korsningar har visat sig uppvisa en spänningslängd produkt så låg som VπL = 0,36 V mm, men moduleringshastigheten begränsas av dynamiken hos minoritetsbärare. Fortfarande har datahastigheter på 10 GBIT/s genererats med hjälp av en pre-betoning av den elektriska signalen [4]. Med hjälp av omvända partiska korsningar istället har bandbredden ökats till cirka 30 GHz [5,6], men voltaglängdsprodukten steg till Vπl = 40 V mm. Tyvärr producerar sådana plasmaeffektfasmodulatorer också oönskad intensitetsmodulering [7], och de svarar olinjärt på den applicerade spänningen. Avancerade moduleringsformat som QAM kräver emellertid ett linjärt svar och ren fasmodulering, vilket gör exploatering av den elektrooptiska effekten (Pockels Effect [8]) särskilt önskvärt.
2. SOH -tillvägagångssätt
Nyligen har den kiselorganiska hybrid-metoden föreslagits [9–12]. Ett exempel på en SOH -modulator visas i fig 1 (a). Den består av en spårvågledare som leder det optiska fältet och två kiselremsor som elektriskt förbinder den optiska vågledaren till de metalliska elektroderna. Elektroderna är belägna utanför det optiska modala fältet för att undvika optiska förluster [13], fig. 1 (b). Enheten är belagd med ett elektrooptiskt organiskt material som enhetligt fyller spåret. Den modulerande spänningen transporteras av den metalliska elektriska vågledaren och släpper över spåret tack vare de ledande kiselremsorna. Det resulterande elektriska fältet ändrar sedan brytningsindexet i spåret genom den ultra-snabba elektrooptiska effekten. Eftersom spåret har en bredd i storleksordningen 100 nm räcker några volt för att generera mycket starka moduleringsfält som är i storleksordningen för de flesta materialens dielektriska styrka. Strukturen har en hög moduleringseffektivitet eftersom både modulering och optiska fält är koncentrerade inuti spåret, fig. 1 (b) [14]. Faktum är att de första implementeringarna av SOH-modulatorer med undervoltdrift [11] redan visats, och sinusformad modulering upp till 40 GHz demonstrerades [15,16]. Utmaningen med att bygga lågspänning höghastighets SOH-modulatorer är dock att skapa en mycket ledande anslutningsremsa. I en motsvarande krets kan spåret representeras av en kondensator C och de ledande remsorna med motstånd R, fig. 1 (b). Motsvarande RC -tidskonstant bestämmer bandbredden för enheten [10,14,17,18]. För att minska motståndet R har det föreslagits för att dopa kiselremsorna [10,14]. Medan doping ökar konduktiviteten hos kiselremsorna (och därför ökar optiska förluster) betalar man en ytterligare förluststraff eftersom elektronmobiliteten försämras av föroreningsspridning [10,14,19]. Dessutom visade de senaste tillverkningsförsöken oväntat låg konduktivitet.
Peking Rofea Optoelectronics Co., Ltd. Beläget i Kinas ”Silicon Valley”-Peking Zhongguancun, är ett högteknologiskt företag som ägnar sig åt att betjäna inhemska och utländska forskningsinstitut, forskningsinstitut, universitet och företagsforskare. Vårt företag är främst engagerat i oberoende forskning och utveckling, design, tillverkning, försäljning av optoelektroniska produkter och tillhandahåller innovativa lösningar och professionella, personliga tjänster för vetenskapliga forskare och industriella ingenjörer. Efter flera års oberoende innovation har den bildat en rik och perfekt serie fotoelektriska produkter, som används allmänt i kommunala, militära, transport, elkraft, finans, utbildning, medicinska och andra branscher.
Vi ser fram emot samarbete med dig!
Posttid: Mar-29-2023