新型绝热微环谐腔型低功耗硅基调制器的设计

杨真

doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.06.032

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新型绝热微环谐腔型低功耗硅基调制器的设计

杨真

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新型绝热微环谐腔型低功耗硅基调制器的设计

杨真

1.
华东交通大学现代教育技术中心, 南昌 330013

作者简介: 杨真(1980-),男,硕士,工程师,主要研究方向为光电子技术、计算机应用.E-mail:yangzhen_xf@163.com.

基金项目:
江西省科技厅自然科学青年基金资助项目(20122BAB211040)
中图分类号: TN761

Design of new type adiabatic micro-ring harmonic cavity low-power silicon modulator

YANG Zhen

1.
Modern Educational Technology Centre, East China Jiaotong University, Nanchang 330013, China
CLC number: TN761

摘要: 为了改进绝热微环谐腔型的结构、降低谐振腔腔体损耗,采用了基于绝热过渡曲线的设计方法,提出了新型载流子注入/抽取结构,进行了理论分析和实验验证,取得了绝热微环谐振腔的谐振峰线宽、消光比及频率响应参量数据,比较了其与传统微环谐振腔的损耗.结果表明,使用所设计的外半径为2m的谐振腔的谐振峰线宽仅为普通微环谐振腔的29.5%,消光比为13.5dB,电阻电容限制带宽提高了4倍,10Gbit/s调制速率下能耗仅为5.1fJ/bit.这一结果大幅改善了绝热微环谐振腔的频率响应特性,降低了功耗.对腔形和载流子注入/抽取结构的研究可以进一步改善绝热微环谐振腔的性能,推动低能耗器件研究的发展.
- 光学设计 /
- 硅基调制器 /
- 绝热过渡曲线 /
- 谐振腔
Abstract: For the purpose of improving the structure of adiabatic micro-ring resonator and reducing the resonator cavity loss, a new carrier injection/extraction structure was proposed based on adiabatic transition curve. After theoretical analysis and experimental verification, the data of resonant full wave at half maximum(FWHM) of the adiabatic micro-ring resonator, extinction ratio and frequency response parameters were obtained and compared with the loss of a traditional micro-ring resonator. The results show that FWHM of the adiabatic ring with outer radius of 2m is only 29.5% of that of a traditional micro-ring, the constrained bandwidth of resistance and capacitance increases 4 times, extinction ratio is 13.5dB and energy consumption is 5.1fJ/bit under modulation speed of 10Gbit/s. This research is helpful to improve the frequency response and reduce the power consumption of an adiabatic micro-ring resonator significantly. The study on adiabatic transition and carrier injection/extraction structure can further improve the performance of the adiabatic micro-ring, and push the development of low energy consumption research.
- optical design /
- silicon modulator /
- adiabatic transition curve /
- resonator

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新型绝热微环谐腔型低功耗硅基调制器的设计

杨真

作者简介: 杨真(1980-),男,硕士,工程师,主要研究方向为光电子技术、计算机应用.E-mail:yangzhen_xf@163.com

1. 华东交通大学现代教育技术中心, 南昌 330013

收稿日期: 2014-09-15
录用日期: 2015-01-11
网络出版日期: 2015-11-25

基金项目: 江西省科技厅自然科学青年基金资助项目(20122BAB211040)

关键词:

摘要: 为了改进绝热微环谐腔型的结构、降低谐振腔腔体损耗,采用了基于绝热过渡曲线的设计方法,提出了新型载流子注入/抽取结构,进行了理论分析和实验验证,取得了绝热微环谐振腔的谐振峰线宽、消光比及频率响应参量数据,比较了其与传统微环谐振腔的损耗.结果表明,使用所设计的外半径为2m的谐振腔的谐振峰线宽仅为普通微环谐振腔的29.5%,消光比为13.5dB,电阻电容限制带宽提高了4倍,10Gbit/s调制速率下能耗仅为5.1fJ/bit.这一结果大幅改善了绝热微环谐振腔的频率响应特性,降低了功耗.对腔形和载流子注入/抽取结构的研究可以进一步改善绝热微环谐振腔的性能,推动低能耗器件研究的发展.