硅基波導光柵耦合器與高速電吸收光調制器的研究.pdf

1、歸功于硅材料在微電子學上的統(tǒng)治性地位及其在光子學應用上的諸多優(yōu)勢，硅基平臺正日漸成為集成光路的主流平臺。隨著近來硅基有源功能器件的突破，剩下的問題不再是討論硅基集成光路的可行性，而是如何提高其相比其它方案的競爭力。
　　 首先，隨著硅波導尺寸的向下縮放，硅基集成器件與外圍光纖的耦合上升為一個嚴峻的問題，解決該問題的一個方案是采用波導光柵耦合器作為硅集成光路的輸入輸出接口。本文從提高耦合效率和增加功能兩方面來改進波導光柵耦合器的性

2、能。對于前者，本論文利用干法刻蝕工藝中的遲滯效應實現了一個高效的非均勻波導光柵耦合器，它的耦合效率達到了64％，約是普通波導光柵耦合器的兩倍。對于后者，本文提出并實驗研究了基于一維波導光柵耦合器的新型偏振分束器。新一代的引入了底部布拉格反射層的偏振分束器具有-20dB的消光比，同時兩種偏振光的峰值耦合效率都達到了50％。
　　 其次，硅基兼容技術的引進為在硅基底上實現有源器件提供了可能，但是相關器件的性能與其它方案相比尚有一定差

3、距?；旌瞎杌脚_，通過將Ⅲ/Ⅴ族外延片嫁接到絕緣硅基片上，可以實現高性能的硅基有源功能器件。本文引入了一個通用的小信號電吸收光調制器模型，并由此開發(fā)了基于混合硅基平臺的高速行波電吸收光調制器。實測的混合硅基行波電吸收光調制器的帶寬達到了43GHz，50Gb/s傳輸速率下，2V的驅動電壓擺幅實現了8.8dB的動態(tài)消光比。這是目前世界上速度最快的硅基光調制器。本論文也提出了混合硅基微環(huán)電吸收光調制器的構想。它具有增強的消光比、減弱的環(huán)境敏感