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 minimistorleken minskas [1].Bandbredden för dagens kiselbaserade modulatorer är dock begränsad.Kisel har inte en χ(2)-olinjäritet på grund av dess centrosymmetriska kristallina struktur.Användningen av ansträngt kisel har redan lett till intressanta resultat [2], men olinjäriteterna tillåter ännu inte praktiska anordningar.Toppmoderna kiselfotonmodulatorer förlitar sig därför fortfarande på fribärarspridning i pn- eller stiftövergångar [3–5].Framåtförspända korsningar har visat sig uppvisa en spänningslängdprodukt så låg som VπL = 0,36 V mm, men moduleringshastigheten begränsas av dynamiken hos minoritetsbärare.Ändå har datahastigheter på 10 Gbit/s genererats med hjälp av en förbetoning av den elektriska signalen [4].Genom att istället använda omvända biased junctions har bandbredden ökats till cirka 30 GHz [5,6], men spänningslängdsprodukten 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 dock ett linjärt svar och ren fasmodulering, vilket gör utnyttjandet av den elektrooptiska effekten (Pockels-effekten [8]) särskilt önskvärt.
2. SOH tillvägagångssätt
Nyligen har kisel-organisk hybrid (SOH) tillvägagångssätt föreslagits [9-12].Ett exempel på en SOH-modulator visas i fig. 1(a).Den består av en slitsvågledare som styr det optiska fältet och två kiselremsor som elektriskt förbinder den optiska vågledaren med metallelektroderna.Elektroderna är placerade utanför det optiska modala fältet för att undvika optiska förluster [13], Fig. 1(b).Anordningen är belagd med ett elektrooptiskt organiskt material som jämnt fyller slitsen.Den modulerande spänningen bärs av den metalliska elektriska vågledaren och sjunker över spåret tack vare de ledande silikonremsorna.Det resulterande elektriska fältet ändrar sedan brytningsindexet i slitsen genom den ultrasnabba elektrooptiska effekten.Eftersom slitsen har en bredd i storleksordningen 100 nm räcker några få volt för att generera mycket starka moduleringsfält som är i storleksordningen av den dielektriska hållfastheten för de flesta material.Strukturen har en hög moduleringseffektivitet eftersom både de modulerande och de optiska fälten är koncentrerade inuti slitsen, Fig. 1(b) [14].De första implementeringarna av SOH-modulatorer med subvolt-drift [11] har faktiskt redan visats, och sinusmodulering upp till 40 GHz demonstrerades [15,16].Utmaningen med att bygga höghastighets SOH-modulatorer med låg spänning är dock att skapa en mycket ledande anslutningsremsa.I en ekvivalent krets kan slitsen representeras av en kondensator C och de ledande remsorna av resistorer R, fig. 1(b).Den motsvarande RC-tidskonstanten bestämmer enhetens bandbredd [10,14,17,18].För att minska motståndet R har det föreslagits att dopa kiselremsorna [10,14].Medan dopning ökar konduktiviteten hos kiselremsorna (och därför ökar de optiska förlusterna), betalar man ett extra förluststraff eftersom elektronrörligheten försämras av föroreningsspridning [10,14,19].Dessutom visade de senaste tillverkningsförsöken oväntat låg konduktivitet.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. beläget i Kinas "Silicon Valley" – Beijing Zhongguancun, är ett högteknologiskt företag dedikerat till att betjäna inhemska och utländska forskningsinstitutioner, forskningsinstitut, universitet och företagsvetenskaplig forskningspersonal.Vårt företag är huvudsakligen engagerat i oberoende forskning och utveckling, design, tillverkning, försäljning av optoelektroniska produkter och tillhandahåller innovativa lösningar och professionella, personliga tjänster för vetenskapliga forskare och industriingenjörer.Efter år av oberoende innovation har den bildat en rik och perfekt serie av fotoelektriska produkter, som används i stor utsträckning inom kommunala, militära, transporter, elkraft, finans, utbildning, medicinsk och andra industrier.
Vi ser fram emot samarbetet med dig!
Posttid: Mar-29-2023