硅基光電子器件的性能研究.pdf

1、基于硅材料的光電子技術(shù)雖然發(fā)展歷程不長，但近年來已經(jīng)成為備受關(guān)注的新興領(lǐng)域，被認(rèn)為是未來實(shí)現(xiàn)光互連、光通信的重要發(fā)展方向。作為光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵器件硅基電光調(diào)制器是主要的研究器件之一，其啁啾、傳輸特性與速度等性能都是主要的系統(tǒng)表征參數(shù)。隨著硅基光電子應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，向波長更長的紅外波段延伸也成為了方興未艾的探索領(lǐng)域。
　　 本文結(jié)合硅基光電器件的特點(diǎn)對硅基調(diào)制器的信號傳輸啁啾特性、系統(tǒng)測試表征以及紅外波段的應(yīng)用進(jìn)行了研究，具體如

2、下：
　　 1.提出了采用載流子色散效應(yīng)的硅基調(diào)制器啁啾參數(shù)，從調(diào)制頻率、調(diào)制幅度、吸收效應(yīng)等方面對硅基MZI結(jié)構(gòu)的調(diào)制器的啁啾特性做了較為詳細(xì)的分析，闡述了調(diào)制過程中啁啾參數(shù)變化的規(guī)律。通過仿真證明在小信號和大信號兩種調(diào)制方式下硅基MZI調(diào)制器與其他類型調(diào)制器的不同--其啁啾參數(shù)值為負(fù)，這正可以有效抵消傳輸時(shí)色散效應(yīng)所引起的脈沖展寬、降低激光器直接調(diào)制帶來的正啁啾效應(yīng)。
　　 2.分析了微環(huán)和微環(huán)輔助MZI硅基光調(diào)制器

3、的啁啾特性，指出啁啾同初始工作點(diǎn)相關(guān)，并總結(jié)了啁啾值的正負(fù)變化規(guī)律，提出了可以通過調(diào)整工作點(diǎn)實(shí)現(xiàn)“零啁啾”的方案。
　　 3.給出了調(diào)制器啁啾參數(shù)測量的方案，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室具體情況對調(diào)制器強(qiáng)度測試系統(tǒng)的高頻測試能力進(jìn)行了改善。利用兩次CMOS工藝流片設(shè)計(jì)了行波電極，通過改進(jìn)后高速測試的系統(tǒng)對器件的電學(xué)特性如S參數(shù)、眼圖等進(jìn)行了初步測量，總結(jié)了之后用于硅基器件電極設(shè)計(jì)、高速測量的關(guān)鍵問題。
　　 4.研究了在10.6μm長波