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Si基光子器件的p-i—n电学结构模型及分析
  • ISSN号:1005-0086
  • 期刊名称:《光电子.激光》
  • 时间:0
  • 分类:TN256[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]宁波大学信息科学与工程学院,浙江宁波315211, [2]浙江大学信息与电子工程学系,唐仲英传感材料与应用研究中心,浙江杭州310027, [3]浙江南方通信集团股份有限公司,浙江湖州313009
  • 相关基金:国家“863”计划(2012AA012203)、国家自然科学基金(61228501,61307071)、教育部博士点基金(20120101110054)、浙江省科技厅公益性技术应用研究计划(2013C31083)、浙江省教育厅科研(Y201327494)和宁波市自然科学基金(2013A610005)资助项目
中文摘要:

为了设计研制基于载流子色散效应的Si基光子器件 ,本文针对Si基光子器件的电学结构,利用Silvaco的器件仿真工具Atlas,并根据 载流子色散理论, 结合有限差分(FD)法,建立了基于p-i-n结的电学结构模型。 同时,为了提高模型的实 际应用水平,采用0.18μm CMOS工艺线制作Si基马赫-曾德尔调制器(MZM), 并进行相应的实验验证与分析。本文工作将为从物理层面上优化Si基光子器件设计提供帮助 。

英文摘要:

Silicon waveguide devices based on free-carrier dispersion are key co mponents for realizing high-speed optical communications and optical interconnections.In thi s paper,the silicon waveguide device using a lateral p-i-n diode configuration is modeled.We nume rically analyze the electrical and optical properties of the silicon waveguide device.A two-dimensional simulation package,Atlas from Silvaco,is employed to simulate the steady state and transient behaviors of the lateral p-i-n diode.According to the change of the electron and hole distributions caused by an applied voltage,the induced real refractive index an d optical absorption coefficient variations produced by free-carrier dispersion at a wavelength of 1.55μm are obtained. From the values of the refractive index and optical absorption coefficient varia tions,the finite-difference (FD) method is then used for the calculation of the effective index and optical losses.Meanwhile,in order to verify the established model,a n electro-optic intensity modulator based on the Mach-Zehnder interferometer,in which phase-sh ifters are embedded with the same p-i-n diodes,is fabricated on a silicon-on-insulator (SOI) wafer by a 0.18μm standard commercial CMOS line.Our calculations indicate that this work can be used to optimize the design of silicon electro-optic device.

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期刊信息
  • 《光电子.激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:天津市教育委员会
  • 主办单位:天津理工大学 中国光学学会
  • 主编:巴恩旭
  • 地址:天津市西青区宾水西道391号
  • 邮编:300384
  • 邮箱:baenxu@263.net baenxu@aliyun.com
  • 电话:022-60214470
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-0086
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1182/O4
  • 邮发代号:6-123
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:16551