新型硅基微环谐振腔及应用
发布时间：2021-09-17 20:20
微环谐振腔是集成平台上的重要基础元件。硅纳米线波导的高折射率差使弯曲波导可以获得相对低折射率差平台更小的弯曲半径,使微环谐振腔能够获得更大的自由光谱范围。这为实现基于微环谐振腔的波分复用器提供了基础。硅基微环滤波器和波分复用器对加工工艺敏感。平顶型响应可以降低对波长漂移的敏感性。波分复用,利用不同的波长复用不同的信息,极大的拓展了通信容量。随着通道数目的增加,伴随的是成本和功耗的增大。硅纳米线波导的偏振和模式特性提供了波长以外的复用维度。偏振复用和模式复用可以提高单个波长的信息容量,为实现大容量片上光链路提供了可能。本论文提出了偏振选择性微环滤波器的概念。偏振选择性微环滤波器对单一偏振态形成典型谐振,对另一偏振态实现谐振抑制。本论文设计并实现了 TM偏振微环滤波器和TE偏振微环滤波器。实现的偏振选择性微环滤波器在大带宽范围内（1520nm到1610nm）具有较高的偏振抑制比（>40dB）。该偏振选择性微环滤波器在混合偏振复用-波分复用复用系统中具有重要应用价值。本论文在新型微环谐振腔的基础上,实现了基于新型微环谐振腔的级联微环滤波器。该滤波器具有较大的自由光谱范围～28nm和3d...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１不同材料的光学集成平台的应用（来源：ＹｏｌｅＤＳｖｅｌｏｐｐｅｍｅｎｔ）【２】
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?１绪论???芯片的应用环节（５００ｍ￣２ｋｍ距离范围的通信）。２０１９年和２０２０年，Ｉｎｔｅｌ公司在ＯＦＣ＃?＿??议上分别展示了硅基集成平台上的基于稀疏波分复用的ｌＯＯＧｂｐｓ光发送机芯片［５］（见图??１．３?（ｂ））和基于ｌＯＯＧｂｐｓ的光发送机的４００Ｇｂｐｓ光发送机芯片［６］。??１２２０＾?＾??＾?＿＿＿?ｅｇ??ｖ、■?Ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌ?ｔｅｒａｂｉｔ／ｓ?／??Ｍｏｄｕｌａｔｅ?ａｔ?２５．?４０．?ｌＯＯＧｂｐｓ??ｆ，曹??ＫＪ?．１?ｉｓ？?＜＞〇?］??＿?．?＆?■１２?＾?■??（Ｃ）?８?１６．?３２?ｃｈａｎｎｅｌｓ??图１．４?（ａ）硅基集成光收发芯片的示意图［７１；?（ｂ）光发送模块与光接收模块通过光纤实现５０Ｇｂｐｓ的光链??路［７］；?（ｃ）通过提高调制器的调制速率和复用器的通道数目提高光互连带宽的示意图［７］。??Ｍ?Ｃｌｉｃｋ等人％和Ｑ?Ｃｈｅｎｇ等人Ｍ分别指出大规模使用波分复用技术是实现大带宽、??低功耗的应用于数据中心的光收发机的关键。如图１．４?（ａ）和（ｂ）所示，丨ｎｔｅｌ通过将激??光器、调制器、复用器集成在同一发送芯片上，解复用器和探测器集成在同一芯片上，可??以实现低成本、集成化、大容量的芯片间的光互连ｍ。如图１．４?（ｃ）所示，通过提高调制??器的调制速率和复用器的通道数目可以提高光互连的带宽，实现ｔｅｒａｂｉｔ／ｓ的光收发通信。??大容量硅基片上复用器件将成为重要的需求［７］。??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Accurate extraction of fabricated geometry using optical measurement[J]. YUFEI XING,JIAXING DONG,SARVAGYA DWIVEDI,UMAR KHAN,WIM BOGAERTS. Photonics Research. 2018(11)
[2]High-responsivity 40 Gbit/s InGaAs/InP PIN photodetectors integrated on silicon-on-insulator waveguide circuits[J]. 尹冬冬,何婷婷,韩勤,吕倩倩,张冶金,杨晓红. Journal of Semiconductors. 2016(11)
本文编号：3399431
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１不同材料的光学集成平台的应用（来源：ＹｏｌｅＤＳｖｅｌｏｐｐｅｍｅｎｔ）【２】
ｌｈｏｎｓ）?ｄｅｍａｎｄｓ??！?警?Ｉ：??§?？?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｓｅｒｖｅｒ?ｅｎｅｒｇｙ?ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ?■■■?ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ??ｕ?（ｗａｔｔ－ｈｏｕｒ?ｐｅｒ?ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ）?０?２４?〇Ｊ９?ｈａｓ??ｊａｉ?ｒｓｓｂｅｒｏ，ｓｅｒｖｅ，ｓ?０１１??ｆ，?、?Ａｖｅｒａｇｅ?ｓｔｏｒａｇｅ?ｄｒｉｖｅ?ｅｎｅｒｇｙ??（ｂ）?—??ＰＵｔ．?ｐｏｗｅｒ?ｕｓａｇｅ?ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ．?ＩＰ．?ｉｎｔｅｒｎｅｔ?ｐｒｏｔｏｃｏｌ－??图１．２（ａ）数据中心图片［３］；（ｂ）数据中心的需求及能耗［３］。??Ｃｅｎｔｔ＾＊Ｕ?１０Ｇ／４０Ｇ／１００Ｇ?１００／２００／４００Ｇ??ＤＷ０Ｍ?ＤＷＤＭ＾??４００?ＳＭＦ?１００ＧＳＭＦ??１〇＞ｎＬＳＯ〇ｍ?４００?ＭＭＦ?ｗ?ＳＭＦ??Ｉ圓ｌ＿＿ｌｌ?＝…——一??（ｂ）?＿?Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ??ｄａｔａ?ｉｎ?ｌＯＯＧｐｓ?ｏｕｔ?ｏｆ?ｏｎｅ??■?ｏｐｔｉｃａｌ?ｆｉｂｅｒ?ｕｐ?ｔｏ??ｍｕ?ｌ〇ｋ＿ｎｇｅ??ＩＩＩ?ｈ?ｔ?Ｉ?ＩＩＩ?Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ??…；９Ｍ??Ｈｙｔ？ｉ?ＩＣ３?Ｌａｓｅｒ??图１．３?Ｉｎｔｅｌ公司提出的超大规模数据中心的架构、Ｉｎｔｅｌ公司研发的硅基集成光收发芯片及芯片的应用环节??［４］；硅基集成平台上的基于稀疏波分复用的光发送机芯片示意图［５］。??Ｉｎｔｅｌ公司在２０１７年指出数据中心通信容量（Ｄａｔａ?Ｃｅｎｔｅｒ?ｔｒａｆｆｉｃ）是互联：网数据业务容??量（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ?Ｐｒｏｔｏｃｏｌ?ｔｒａｆｆｉｃ）的５倍，并预测数据中心通信容量将以每年翻一倍
?１绪论???芯片的应用环节（５００ｍ￣２ｋｍ距离范围的通信）。２０１９年和２０２０年，Ｉｎｔｅｌ公司在ＯＦＣ＃?＿??议上分别展示了硅基集成平台上的基于稀疏波分复用的ｌＯＯＧｂｐｓ光发送机芯片［５］（见图??１．３?（ｂ））和基于ｌＯＯＧｂｐｓ的光发送机的４００Ｇｂｐｓ光发送机芯片［６］。??１２２０＾?＾??＾?＿＿＿?ｅｇ??ｖ、■?Ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌ?ｔｅｒａｂｉｔ／ｓ?／??Ｍｏｄｕｌａｔｅ?ａｔ?２５．?４０．?ｌＯＯＧｂｐｓ??ｆ，曹??ＫＪ?．１?ｉｓ？?＜＞〇?］??＿?．?＆?■１２?＾?■??（Ｃ）?８?１６．?３２?ｃｈａｎｎｅｌｓ??图１．４?（ａ）硅基集成光收发芯片的示意图［７１；?（ｂ）光发送模块与光接收模块通过光纤实现５０Ｇｂｐｓ的光链??路［７］；?（ｃ）通过提高调制器的调制速率和复用器的通道数目提高光互连带宽的示意图［７］。??Ｍ?Ｃｌｉｃｋ等人％和Ｑ?Ｃｈｅｎｇ等人Ｍ分别指出大规模使用波分复用技术是实现大带宽、??低功耗的应用于数据中心的光收发机的关键。如图１．４?（ａ）和（ｂ）所示，丨ｎｔｅｌ通过将激??光器、调制器、复用器集成在同一发送芯片上，解复用器和探测器集成在同一芯片上，可??以实现低成本、集成化、大容量的芯片间的光互连ｍ。如图１．４?（ｃ）所示，通过提高调制??器的调制速率和复用器的通道数目可以提高光互连的带宽，实现ｔｅｒａｂｉｔ／ｓ的光收发通信。??大容量硅基片上复用器件将成为重要的需求［７］。??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Accurate extraction of fabricated geometry using optical measurement[J]. YUFEI XING,JIAXING DONG,SARVAGYA DWIVEDI,UMAR KHAN,WIM BOGAERTS. Photonics Research. 2018(11)
[2]High-responsivity 40 Gbit/s InGaAs/InP PIN photodetectors integrated on silicon-on-insulator waveguide circuits[J]. 尹冬冬,何婷婷,韩勤,吕倩倩,张冶金,杨晓红. Journal of Semiconductors. 2016(11)
本文编号：3399431
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