上交大研制出高速硅基微环电光调制器,其调制速率高达30Gbps | 黑科技

该研究在提高光电器件性能的基础上降低器件的功耗,其功耗只有100 fJ bit。

通信领域,三大关键要素之一就是调制,它主要就是对信号源的信息进行处理使其适合于信道传输。现在出于对信号传输速度的要求,电信号已经远远不能满足,行业内多开始对光信号的调制和传输进行研究。

图 | 电光调制器

目前,在信号调制器的选择上,电光调制器是光通讯学术界和产业界普遍关注的热点。近日,上海交通大学研究团队基于先进电子材料与器件(AEMD)平台设备和加工条件,成功研制出了高速硅基微环电光调制器,最高调制速率达30Gbps。

硅是微电子器件制造应用中最广泛的材料,硅集成电路的应用改变了当代世界的面貌,也改变了人们的生活方式。但是,一般硅集成电路只限于处理电信号,对光信号的处理显得无能为力。硅基光电子器件因工艺与传统CMOS工艺兼容,可实现低成本的光电子器件大规模集成,因而成为研究热点。

此次,上交大研制出的调制器采用了220nm硅基脊形波导的微环谐振腔,加工工艺涉及电子束直写光刻、离子注入、等离子增强化学气相沉积、反应离子刻蚀以及多靶磁控溅射等多步微纳加工工艺技术。

除了紧凑的外形,研究人员还通过在微环波导上嵌入PN结,实现了载流子耗尽型高速微环电光调制器。实验中,研究人员通过计算得到,该器件的交流功耗在100 fJ/bit左右,比现有常见电光调制器的功耗水平低一个数量级。

图 | 不同调制速率下的眼图

此次硅基微环电光调制器流片(流水线芯片)的研制成功为我国低功耗、紧凑电光调制器的研究提供了有力的支撑。

原文发布于微信公众号 - 镁客网(im2maker)

原文发表时间:2018-01-04

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