硅基馬赫曾德爾電光調(diào)制器驅(qū)動(dòng)電極研究.pdf

1、隨著CPU運(yùn)算速度的不斷提高，電互連在帶寬、延遲和功耗上的瓶頸效應(yīng)越來(lái)越明顯，基于硅基光子學(xué)的光電混合集成（Optoeletronic integrated circuit，OEIC）被認(rèn)為是一種可行的替代方式。電光調(diào)制器作為電信號(hào)到光信號(hào)轉(zhuǎn)換過(guò)程中的核心器件顯得尤為重要，硅基調(diào)制器由于其與微電子工藝的兼容性，有利于實(shí)現(xiàn)低成本光電集成。
　　本文對(duì)硅基馬赫曾德爾電光調(diào)制器驅(qū)動(dòng)電極的設(shè)計(jì)原理與實(shí)驗(yàn)性能進(jìn)行了深入研究，著重優(yōu)化設(shè)計(jì)了行

2、波電極，實(shí)現(xiàn)了高速信號(hào)調(diào)制，完成的工作包括以下幾個(gè)方面：
　　（1）單端驅(qū)動(dòng)行波電極的優(yōu)化設(shè)計(jì)
　　為了便于設(shè)計(jì)高階調(diào)制器，本文設(shè)計(jì)了單端驅(qū)動(dòng)行波電極結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中行波電極位于調(diào)制臂的兩側(cè)，兩臂中間為高濃度摻雜硅層，通過(guò)金屬過(guò)孔與外部直流偏置電源相連。采用傳輸線電路模型對(duì)電極進(jìn)行分析，結(jié)合仿真結(jié)果得出行波電極各個(gè)尺寸參數(shù)對(duì)傳輸性能的影響，從而對(duì)行波電極進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了32Gbit/s的二進(jìn)制相移鍵控（Binary P

3、hase Shift Keying，BPSK）信號(hào)調(diào)制。
　?。?）多路直流偏置電源的設(shè)計(jì)
　　為了給調(diào)制器提供多路穩(wěn)定直流偏置電壓，設(shè)計(jì)出基于LM317芯片的40路線性穩(wěn)壓電源。實(shí)驗(yàn)證明其輸出電壓穩(wěn)定，可調(diào)精度高。
　?。?）片上50Ω匹配電阻的設(shè)計(jì)
　　為了與行波電極進(jìn)行阻抗匹配，在行波電極末端使用高濃度摻雜硅層設(shè)計(jì)出50Ω片上匹配電阻。SILVACO三維仿真工具可以根據(jù)硅層的長(zhǎng)、寬、高、摻雜濃度、通孔位置來(lái)