收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

InP基量子阱电吸收行波光调制器的研制

周剑英  
【摘要】:本论文对InP基量子阱电吸收行波光调制器进行研究。光调制器是光纤通信系统中的关键器件,随着高速通信系统的发展,在过去的近二十年中,Ⅲ-Ⅴ族半导体调制器的研制逐渐从GaAs基拓展过渡到InP基,从薄膜材料到量子阱材料。 本论文主要做了以下工作: 首先对InP基的InGaAsP材料参数应用晶格匹配材料进行了修正,并在论文中应用这些参数进行分析;计算得到InGaAsP量子阱中轻、重空穴激子束缚能分别约为5meV和2.7meV,并就GaAs基和InP基的结果进行了对比,证明所得结果正确。晶格匹配材料光吸收明显偏振相关,在阱和壁引入相反的应变构成应变补偿量子阱,使得轻、重空穴的激子跃迁能随电场变化都比较相近,分析了其吸收曲线,证明采用应变量子阱结构其偏振相关性下降,对1565nm的入射光,TE和TM模的偏振相关度小于2.5dB,调制峰峰电压为3.2V左右。 对电吸收调制器的光波导进行研究,基于一个性能评价函数对光波导多个参数进行分析,以使调制器实现偏振无关操作。在综合考虑消光比和微波特性,确定器件长度在200μm左右;为减小器件电容,采用芯层厚度大于吸收层厚度的方法提高带宽;降低插入损耗方面,发现光纤模场聚焦为2μm后,脊宽减小,耦合效率变化较小。为消除金属电极对不同模式光吸收的影响,选择较大的p包层厚度(1.4μm)。评价函数曲线表明,设计场诱吸收系数变化较大的量子阱材料非常重要。设计得到器件的插入损耗小于10dB,消光比在20dB以上。同时由于吸收层采用了应变补偿量子阱材料,器件在较高的输入光强下才饱和。 采用直线法对器件的微波特性进行了分析。指出共面波导电极比共面微带更适合40GHz以上的高速行波调制器,PIN结构具有比Schottky结构更低的漏电流,本论文中器件采用PIN结构。对于脊形波导上的共面电极的设计,在各层分析加入了描述材料非均匀特性的附加矩阵,并且电极厚度也加以考虑,尽可能在接近真实器件的基础上进行模拟。为了减小模拟机时,首先在较大的范围内模拟50GHz信号下参数对微波特性的影响,接着在较小的范围内进行宽频率范围信号下参数对微波特性的影响,最后在适当的近似下,采用低阻抗匹配模拟了器件的频率响应,得到器件带宽大于70GHz。 最后对电吸收调制器的制作工艺进行了研究,基本解决了器件实验研究方面的问题;制作了Mach-Zehnder调制器并用网络分析仪测试其S参数,得到调制器电极的微波响应在2.5GHz~20GHz波动不超过3dB,并分析讨论了测试结果。在两种调制器研究制作的基础上,对电吸收和Mach-Zehner调制器进行了深入比较,明确指出了二者各自的特点和优缺点。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;光调制与器件[J];中国光学与应用光学文摘;2002年06期
2 陈燕;张世林;张彬;毛陆虹;郭维廉;;光调制器综述[J];半导体技术;2008年04期
3 ;石墨烯调制器可实现超快数据通讯 数秒内下载一部三维高清电影有望成为现实[J];科技传播;2011年09期
4 ;光调制与器件[J];中国光学与应用光学文摘;1999年04期
5 王明华,吴志武,杨建义;GaAs超高速光调制器的研制[J];高技术通讯;1996年04期
6 ;光调制与器件[J];中国光学与应用光学文摘;2001年02期
7 吴荣汉,高文智,赵军,段海龙,林世鸣,钟战天,黄永箴,王启明;GaAs/GaAlAs多量子阱反射型光调制器及自电光效应器件[J];光子学报;1995年05期
8 李忠源,张兰英;远端接收机不用供电的光纤电视转播系统[J];现代电视技术;1999年04期
9 ;光电子技术与器件 光调制与器件[J];中国光学与应用光学文摘;2005年03期
10 袁志鹏,刘洪刚,刘训春,吴德馨;10Gb/s光调制器InGaP/GaAs HBT驱动电路的研制[J];电子学报;2004年11期
11 杨拥军;陈福深;孙豹;;脊型超宽带行波光调制器微波特性分析[J];半导体光电;2006年05期
12 罗家强;光纤通信用的集成光学器件[J];世界电子元器件;2001年03期
13 陈乃金;郭维廉;牛萍娟;王伟;于欣;;共振隧穿二极管型光探测器和光调制器[J];微纳电子技术;2008年01期
14 V.V.PROKLOV,王德芳;用于集成光迥路的平面声-光调制器改进后的性能[J];压电与声光;1980年01期
15 何震川;声光技术与相干光通信[J];光通信技术;1991年Z1期
16 代永平;微型显示器技术(一)[J];光电子技术;2005年03期
17 肖胜利;陈利菊;朱峰;;普克尔斯效应与光调制器[J];物理与工程;2007年05期
18 张洁;孙吉勇;秦逸;张智海;朱永;;基于光栅光调制器的投影显示光学系统设计与实验[J];光学学报;2009年08期
19 张瑞君;;集成光学在光通信系统中的应用[J];集成电路通讯;2004年01期
20 杨拥军;陈福深;郑俊;;脊型超宽带行波光调制器的建模与设计[J];电子科技大学学报;2005年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王明华;周剑英;李锡华;周小平;江晓清;;InP基量子阱电吸收光调制器的设计与工艺实验[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
2 颜强;黄永清;段晓峰;王伟;颜鑫;任晓敏;黄辉;王琦;张霞;;高性能光调制器性能测试研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
3 陈君;赵星;方志良;;基于纯相位空间光调制器的复振幅调制研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 杨皋;;推动印刷现代化进程的激光技术[A];二十一世纪的中国包装——学术讨论会论文集[C];2000年
5 李先源;;超高速传输系统使用的光调制技术[A];全国第十次光纤通信暨第十一届集成光学学术会议(OFCIO’2001)论文集[C];2001年
6 杨罕;严祺;杜建;李德辉;孙伟;衣茂斌;;电吸收调制器产生光脉冲的波形和啁啾的测量[A];2004全国测控、计量与仪器仪表学术年会论文集(上册)[C];2004年
7 张洁;黄尚廉;闫许;张智海;伍艺;;光栅平动式光调制器的光学特性分析和仿真[A];中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集(一)[C];2005年
8 姜鹏;陆威;王骐;;半导体激光雷达的外调制器综述[A];2007年先进激光技术发展与应用研讨会论文集[C];2007年
9 杨建义;江晓清;李锡华;周强;王明华;王跃林;;基于接触式极化法的电光聚合物光调制器研究[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
10 陈娓兮;邢启江;焦鹏飞;;光弹性波导半导体激光器与电吸收波导调制器[A];第四届全国光学前沿问题研讨会论文摘要集[C];1999年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周剑英;InP基量子阱电吸收行波光调制器的研制[D];浙江大学;2005年
2 唐涌波;硅基波导光栅耦合器与高速电吸收光调制器的研究[D];浙江大学;2010年
3 王帆;硅基的环形谐振腔光调制器和光开关的研究[D];浙江大学;2009年
4 孙吉勇;MEMS光栅光调制器阵列及投影显示系统的光学分析和实验[D];重庆大学;2008年
5 程晓曼;有机超薄膜与金属界面特性测量及其相关理论的研究[D];天津大学;2007年
6 周见红;有机聚合物电光特性及器件研究[D];上海交通大学;2007年
7 蔡纯;Ⅲ-Ⅴ族半导体MQW平面波导光器件的研究[D];东南大学;2004年
8 陈伟伟;基于载流子色散效应的硅基光子器件若干问题研究[D];浙江大学;2012年
9 李莉月;新型纳米光纤的研究[D];北京邮电大学;2007年
10 王昕;液晶光调制器特性应用与研究[D];复旦大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王林;光调制器驱动器低频噪声测试及其应用研究[D];西安电子科技大学;2012年
2 魏海潮;弹光调制器及其高压驱动技术研究[D];中北大学;2013年
3 王伟;面向微型光谱仪的MOEMS光栅光调制器研究[D];重庆大学;2011年
4 黄庆探;基于FPGA的线阵光栅光调制器驱动控制系统设计与实验[D];重庆大学;2010年
5 张跃国;基于弹光效应的静态傅里叶变换干涉具设计[D];中北大学;2011年
6 马静;铌酸锂弹光晶体的频率—温度特性研究[D];中北大学;2012年
7 韩磊;光栅平动式光调制器机电特性与测试系统研究[D];重庆大学;2007年
8 曾山;光调制器中的共面波导电极结构分析[D];电子科技大学;2003年
9 闫文龙;用于光纤陀螺中的电光调制器的设计[D];哈尔滨工业大学;2007年
10 王成巍;高速光纤传输系统中相位调制技术的研究[D];西安电子科技大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王雅丽编译;有望实现计算突破的硅激光调制器[N];中国计算机报;2007年
2 季洪光 刘侃;安捷伦实验室落户中国[N];科技日报;2000年
3 冯卫东;科学家制造出世界最小光开关[N];科技日报;2008年
4 弯弯;三项新兴通信技术[N];计算机世界;2002年
5 本报记者 余侃;“硅化”光子万亿级传输之路[N];中国电脑教育报;2010年
6 黄中;全光通信展望[N];中国知识产权报;2001年
7 小龟;投影仪选购指南(上)[N];电脑报;2001年
8 寒霜;数据传输速率将达到50Gbps[N];人民邮电;2010年
9 中国科学院院士 王占国;我国必须有自己的信息功能材料产业[N];光明日报;2002年
10 ;近期光通信技术的重大进展回顾[N];人民邮电;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978