高速硅基Mach-Zehnder调制器设计与模拟

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硅材料作为微电子领域的传统材料，在加工工艺和制作成本上有着其他材料无可比拟的优势。现在许多传统的基于Ⅲ－Ⅴ族材料的电光调制器利用直接电光效应实现了40GHz高速电光调制，但是器件制作成本高,而且与微电子工艺不兼容,而硅基材料是能够做到低成本光电集成的首选材料。本文在湖北省重大自然科学研究基金的资助下，对硅基调制器的理论模型和性能参数做了系统性的分析研究，设计了硅基热光以及电光调制器结构，并对其进行模拟，完成的主要工作有以下几点：（1）基于硅材料的高热光系数，以及在1550波段的透明性，设计了硅基的热光调制器，通过Ansys软件对其导热温度分布，及导热响应速度进行了模拟，并优化了器件的结构参数；（2）根据等离子色散的原理，利用Atlas软件设计了双金属氧化半导体电容型的硅基电光调制器，并对其结构进行优化设计，主要通过研究调制器的调制速度，调制臂的长度，所加的电压之间的关系，调整器件的结构参数；（3）同样是基于等离子色散的原理，利用Atlas软件设计了N-P-N结构的硅基电光调制器，在不同的反向偏压下，pn的耗尽层宽度会有所变化，从而使得硅材料的折射率发生变化，由此对光进行调制，通过改变结构参数，进行了一系列的模拟，并得到一个相对优化的结果。

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作者
毛岸;
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作者单位

华中科技大学;

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授予单位华中科技大学;
学科光学工程
授予学位硕士
导师姓名周治平;
年度 2008
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类调制技术与调制器;
关键词
电光调制器; 硅基热光; 等离子色散; 电光效应;

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