中红外波段高速硅基电光调制器设计与优化(特邀)

作者：刘雨菲; 李欣雨; 王书晓; 岳文成; 蔡艳; 余明斌

来源：红外与激光工程, 2022, 51(03): 81-88.

• 硅基光电子学
• 中红外波段
• 调制器

作为中红外波段中最接近O波段和C波段的波段，2μm波段区域逐渐引起人们的广泛关注。主要对2μm波段的马赫-增德尔型调制器进行优化设计和仿真，根据2μm波长下光模场分布的特点，选用具有340 nm厚度顶层硅的SOI衬底，结合实际工艺中240 nm硅刻蚀深度，得到宽度为600 nm以及平板层厚度为100 nm的最优脊波导结构。通过优化掺杂浓度和掺杂区位置获得综合性能最优的调制器器件，在4 V反向偏压下器件光损耗为5.17 dB/cm，调制效率为2.86 V·cm，静态消光比为23.8 dB,3dB EO带宽为27.1 GHz。同时，与220 nm厚度顶层硅器件相比较，器件的综合性能更为优越。研究内容为后续器件实际制作提供了依据，也为后续2μm波段光收发集成模块所需调制器设计提供了新的方向。

• 单位
  信息功能材料国家重点实验室; 中国科学院上海微系统与信息技术研究所; 中国科学院大学