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利用等離子體色散效應(yīng)來增強硅基電光調(diào)制器的性能

MEMS ? 來源:MEMS ? 2023-04-12 09:12 ? 次閱讀

據(jù)麥姆斯咨詢報道,近期,英國南安普頓大學(xué)(University of Southampton)硅光子學(xué)研究小組近期以“Harnessing plasma absorption in silicon metal oxide semiconductor (MOS) ring modulators”為題在知名期刊Nature Photonics上發(fā)表了一篇關(guān)于硅基電光調(diào)制器的研究論文。該論文顯示,可以利用等離子體色散效應(yīng)期間的吸收來增強硅基電光調(diào)制器的性能。

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集成硅基MOS環(huán)形電光調(diào)制器

這項研究隸屬由英國工程與物理科學(xué)研究委員會(EPSRC)和Rockley Photonics共同資助的Prosperity Partnership項目。

全硅等離子體色散效應(yīng)環(huán)形諧振器調(diào)制器具有誘人的發(fā)展前景。然而,其性能目前受限于調(diào)制深度和開關(guān)速度之間的權(quán)衡。為此,研究人員介紹了一種突破該限制的機制,通過利用硅基金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)波導(dǎo)中引起的等離子體吸收,來提高低品質(zhì)因數(shù)、高速環(huán)形調(diào)制器的消光比。

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吸收增強的頻率響應(yīng)

南安普頓大學(xué)光電子研究中心(ORC)高級研究員Weiwei Zhang博士評論稱:“硅基MOS環(huán)形調(diào)制器將電信號轉(zhuǎn)換為光信號。這基于等離子體色散效應(yīng),如果增加波導(dǎo)中電子和空穴的濃度,會得到光的相移,以及吸收的增強。到目前為止,吸收部分一直被認為是不需要的,因為它會增加整個器件的損耗,從而減少獲得的光量。”

Weiwei Zhang補充道:“我們的研究表明,可以利用這種吸收來使調(diào)制器在相同的器件電容下獲得更好的表現(xiàn)。結(jié)果,我們成功展示了迄今為止在此類器件上記錄的最快數(shù)據(jù)傳輸速度,高達每秒100吉比特。”

性能改善

“我們的研究重點之一,是不斷提高硅光子學(xué)中電光調(diào)制器的性能。雖然業(yè)界有一種趨勢是引入其他材料來實現(xiàn)這一目標,但其CMOS兼容性可能會受到影響,從而導(dǎo)致更高的生產(chǎn)成本。我們的研究表明,仍然有辦法以相對較低的制造成本,提高全硅基器件的性能。” Weiwei Zhang繼續(xù)說道。

創(chuàng)新研究有可能帶來新的科學(xué)機遇。領(lǐng)導(dǎo)這項工作的David Thomson教授補充道:“高帶寬、低功耗和緊湊型硅基電光調(diào)制器,對于未來高能效、密集集成的光數(shù)據(jù)通信至關(guān)重要。我們開發(fā)的器件證明了這方面的潛力,該器件可以調(diào)制特定波長的光。”

“該器件的緊湊性和高能效特性,使我們能夠在同一波導(dǎo)上密集地集成這些調(diào)制器的陣列,其中,每個調(diào)制器都能夠以不同的波長進行調(diào)制。這就是所謂的波分復(fù)用,從而傳輸更多的數(shù)據(jù)。”他解釋稱。

Thomson教授補充稱:“我們很高興這項研究的重要性通過在Nature Photonics期刊上發(fā)表而獲得認可。這項研究成果是通過南安普頓大學(xué)和Rockley Photonics團隊在概念開發(fā)、設(shè)計建模、潔凈室制造和器件表征等方面的努力合作才得以實現(xiàn)。我們期待業(yè)界對這項成果的回應(yīng),并希望它能帶來新的合作,為該領(lǐng)域的研究打開新思路。”







審核編輯:劉清

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原文標題:利用等離子體吸收增強硅基MOS環(huán)形電光調(diào)制器性能

文章出處:【微信號:MEMSensor,微信公眾號:MEMS】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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