硅基耦合调制微环谐振器的线性度与微波倍频研究

发布时间：2024-05-12 13:08

　　硅基光子集成技术以其能够满足高速率、低功耗、高密度、低成本以及兼容传统CMOS工艺的需求,成为如今欧美及发达国家的战略优先点。作为传统光通信领域最重要的器件——电光调制器,其性能的好坏将直接影响到整个光通信系统的优劣程度。调制器的线性度就是其中一个很重要的指标。一个设计优良的线性调制器可以提高长距离光传输中信号的质量;而利用调制器特定工作点处的非线性,我们又可以在光域上实现RF倍频信号的产生。因此,如何合理地利用调制器的线性度这把双刃剑,就是一个值得深思的问题。本论文以硅基耦合调制微环结构为主要研究对象,采用传输矩阵的方法分析和推导了耦合调制的原理。基于此传输矩阵的基础上,建立了微波信号产生的理论模型,并对其调制过程进行分析。同时基于此模型推导了在谐振点处非线性失真产生的原因和机理。本论文对电光硅基调制器的各模块设计进行了介绍,着重概述了亚波长光栅耦合器、L型高速移相器和单端驱动双层行波电极结构的设计和仿真。通过采用Comsol和Lumerical MODE/FDTD Solutions等光学软件实现了对器件性能参数的优化。本论文最后展示了基于该调制结构的线性度测试及微波倍频的应用。首...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1光互连和电互连的演变史[1]

上海交通大学硕士学位论文前在大型计算系统的交换机和互连中存在的瓶颈，也证明急需学元件芯片内、芯片间的通信链路。上个世纪九十年代初期，求电芯片的继任者，而其中硅光芯片一度被认为是最有潜力地一家和工程师的不懈努力，人们很快发现光互连取代电互连在芯具有不可估量的潜力：硅波导在光红外波长....

图1-5硅基微环辅助MZI线性调制器[9]

上海交通大学硕士学位论文较大，对决定调制器电光带宽的RC常数影响较大，所以需要。文章中为了匹配较大的结电容，采用了一种双层行波电极的O波段上这种结构的VL在2.6-4.6Vmm之间，0V下的有源dB/cm。3-dBEO带宽仅为13GHz，带宽较小与....

图2-8提取的波导有效折射率变化随PN结反偏电压转换函数Fig.2-8ExtractedwaveguideeffectiverefractiveindexchangeasafunctionofPNjunctionbiasvoltage.

使其中光的相位发生变化，从而使得调制器输出的传输谱发述测试平台后，调节V2从3V变换到-3V，在1562.55nm波示：Transmission(dB)Wavelength(nm)图2-7在1562.55nm附近随V2变化的谐振峰放大图Fig.2-7....

图2-10随输入微波功率变化的SR示意图（V1、V2同时固定在3V）

上海交通大学硕士学位论文状态。图（b）为临界耦合点处的放大图，此时达到最大消光）则取在临界耦合左侧的过耦合点处的一个放大图，可以很最高点，它依旧存在一定的损耗。这是因为过耦合状态下振环中，而波导自身的损耗使得它的最高点能量不可能达耦合点的情况，谐振峰一般较宽，对应的Q值也是三....

本文编号：3971368