硅-有机复合集成电光调制器的优化与制备

硅-有机复合光子集成技术充分发挥了硅光的大规模集成优势和有机聚合物材料的高电光系数优势,在高性能集成微波光子系统中极具应用潜力。本文对硅-有机复合集成电光调制器结构进行了较为全面地优化设计和初步制备研究。电光有机聚合物填充在硅Slot波导的狭缝中,优化Slot波导结构得到光场限制因子为0.32,使得光波场与射频电场高度重合,提高了电光调制效率。采用锥型波导模式转换结构实现Strip-to-Slot的低损耗耦合,耦合效率为99.55%。重点分析了电极长度、宽度等参数对调制器频率响应的影响,优化得到3 dB带宽为77 GHz,半波电压-长度积为0.045 V·cm。根据仿真结果设计了用于制备调制器的MASK。实验制备了Slot波导并进行了聚合物的填充实验研究,获得了良好的结果。

行波电极硅-有机复合集成电光调制器理论分析与实验研究

对基于行波电极的硅-有机复合集成电光调制器进行研究,构建调制器的波导电极结构模型,分析特征阻抗和微波有效折射率对调制器频率响应的影响。通过对电极结构的仿真优化,完成调制器芯片的设计与制备,研究电光聚合物材料的片上极化工艺,得到高性能硅-有机复合集成电光调制器。对研制调制器电极的电学S(Scatter)参数进行测试,分析得到的电极特征阻抗和有效折射率与仿真设计结果基本相符。测试得到电光调制器的3 dB带宽大于50 GHz。