基于光子晶体纳米梁腔的反射壁下载型电光调制器
随着光通信产业和光互联技术的高速发展，具有高调制速率且易集成的小尺寸电光调制器件研究越来越重要。提出了一种基于硅绝缘体(silicon-on-insulator，SOI) 材料的光子晶体纳米梁腔(photonic crystal nanowire cavity, PCNC)反射壁下载型电光调制器。入射光经过主线波导后耦合进入一维光子晶体纳米梁腔，随后再次耦合进入下载波导输出。优化主线波导与下载波导中反射圆孔的位置与个数，可以提高器件的整体透射率。纳米梁腔采用圆孔形渐变孔径，使得光束更好地被束缚在腔内。同时，在纳米梁腔两侧引入掺杂以形成PN结，施加较低偏压以调节纳米梁腔的谐振波长，从而实现对工作波长光信号“通”和“断”状态的调制。应用三维时域有限差分 (3D-finite difference time domain, 3D-FDTD) 法对调制器的光学特性和电学性能进行仿真分析。结果表明，该电光调制器可以实现波长为1550.01 nm的光信号调制，调制电压仅为1.2 V，插入损耗为0.2 dB，消光比为24 dB，面积仅为54 μm2，调制速率为8.7 GHz，调制带宽为122 GHz，调制速率下的能耗仅为4.17 pJ/bit。所提出的电光调制器结构紧凑，性能优异，有望应用于高速大容量光通信系统和集成硅光子技术等领域。
光通信、载流子色散效应、时域有限差分法、光子晶体纳米梁腔、硅基波导、电光调制器、optical communications、carrier dispersion effect、finite difference time domain method、photonic crystal nanowire cavity、silicon-based waveguide
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TP332;TN925;O441.4
2022-10-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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