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掺杂石墨烯的软性电容器，用于机械可调谐电光调制器
摘要： 除数据管理具备超高容量与速度外，未来通信网络还需通过有限资源下的系统可重构性提升性能。超高速运行使光数据管理器件成为与现有电子器件混合集成的理想候选，但其仍需在集成方案中实现系统重构的可调谐性。我们展示了一种高效电光调制器，该调制器基于采用石墨烯与聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）柔性电容结构的多光学波导系统，具有机械可调谐特性。这种通过电信号调控光信号时序吸收来产生光学信号的柔性电容，可机械脱离并重新附着于波导刚性表面，从而提供调制操作的启闭状态，并能根据重构的数据路由切换工作波导。经质量控制的石墨烯主要实现电光功能，而PMMA既作为电容中的柔性介电层，又作为石墨烯?；ざ刍惴⒒又匾饔?。我们研究了手动制备的石墨烯-PMMA电容在侧抛光纤（D形光纤）上机械调节时的调制效应，重点考察了透射光的消光比（ER）与工作带宽。成功实现了调制器在-50V至50V电压控制范围内达到19.8dB的消光比，其稳定工作经验证调制速度可达2.5MHz。
关键词： 电光调制器、机械调谐、石墨烯、可调谐调制器、软材料
更新于2025-11-28 14:24:03
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x切铌酸锂薄膜集成电光调制器
摘要： 集成光学有望彻底改变多个数据通信应用领域。高性能电光调制器的开发对该技术的可行性至关重要。本文设计、模拟并分析了x切铌酸锂薄膜中的单模电光调制器。详细分析了铌酸锂脊形波导的单模条件，优化了Y分支结构及电极与脊形波导间距的设计参数，测定了器件长度为10毫米的电光调制器半波电压。其半波电压-长度积约为2.2 V·cm，表明实现了高效电光调制。本研究有助于理解铌酸锂薄膜中的电光调制器结构，对研制高性能多功能电光调制器件具有重要价值。
关键词： 电光调制器，铌酸锂薄膜，波导器件，集成光学
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于混合石墨烯-硅的高调制效率、超宽带宽且偏振不敏感的电吸收调制器
摘要： 偏振不敏感调制（即克服传统调制器仅能在单一偏振态下工作的限制）对于高容量片上光互连至关重要。本研究提出一种基于混合石墨烯-硅的高调制效率、超宽带宽的偏振不敏感电吸收调制器(EAM)。通过多沉积与多次转移方法构建的混合石墨烯-硅波导，使光与石墨烯层在其强场分布区域（而非常规弱包层区域）相互作用，从而增强光-石墨烯耦合。通过优化混合波导各层结构参数，实现了双偏振态偏振不敏感调制（两种偏振的调制效率~1.11 dB/μm，差异<0.006 dB/μm），性能优于现有报道?；诖擞乓焯匦?，我们设计出仅20 μm长的混合石墨烯-硅EAM：在1.55 μm波长下，双偏振态均获得超过22 dB的调制深度和低于0.23 dB的插入损耗；同时保持调制深度>20 dB且差异<2 dB时，其可用带宽可超300 nm，并分析了器件电学特性。该器件适用于片上光互连应用。
关键词： 集成光学器件、电光调制器、硅光子学、石墨烯
更新于2025-09-23 21:17:38
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用于光环网片上系统的混合光电-等离子体电光调制器
摘要： 光子片上网络（ONoC）中最关键的组件之一是电光调制器。马赫-曾德尔调制器和微环谐振器电光调制器在ONoC中应用广泛，但传统硅基调制器存在尺寸大、调制速率低且热稳定性不足的问题。本文提出一种基于表面等离子体激元（SPP）的新型电光调制器，采用氧化铟锡（ITO）作为导电透明氧化物（TCO）材料。该调制光信号适用于光学环片上网络（ORNoC）等架构的ONoC系统。当波长为1550 nm时，平均耦合效率超过70%，电光调制器消光比达-14.1 dB，插入损耗为2.1 dB。此外，调制器尺寸小于8.50 μm×1.6 μm，调制工作带宽高达0.7171 Tbit/S；采用波分复用（WDM）模式时工作带宽可达2.1 Tbit/S，每比特能耗（E）为5.7211 fJ/bit。所有结果均通过3D-FDTD仿真软件与MATLAB获得。
关键词： 电光调制器、ORNoC、片上光网络、透明导电氧化物、表面等离极化激元
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于硅p-n结二极管的电光调制器
摘要： 测试了一种利用局部氧化形成基于p-n二极管的硅电光调制器的方法。研究表明，与通过等离子体化学刻蚀创建脊形波导的经典技术相比，硅的局部氧化能够形成平滑梯形的脊形波导。该方法的主要优势在于：可精确控制并稳定复现调制器的关键设计参数（波导脊的宽度和高度）、表面粗糙度低，以及可采用平面工艺标准方法在脊形波导中形成复合型调制p-n二极管。
关键词： 绝缘体上硅、电光调制器、波导
更新于2025-09-19 17:13:59
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利用氧化铟锡近零介电常数特性的硅环谐振器电光调制器
摘要： 光通信系统中的一个关键组件是光调制器。它作为电域与光域之间的桥梁，将电信号转换为光信号流。电光调制是一种非常流行的方案。近年来，由于氧化铟锡（ITO）具有近零介电常数特性，它被广泛应用于光调制器中?；贗TO的广泛应用，本文提出了一种硅基电光环形谐振腔调制器。在标准电信波长1.55微米处，该器件实现了约14分贝的消光比和0.075分贝的插入损耗。该设计具有低损耗、高效率和紧凑尺寸的特点。
关键词： 硅纳米光子学、环形谐振器、氧化铟锡、电光调制器、集成光子学
更新于2025-09-19 17:13:59
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[IEEE 2018第四届IEEE新兴电子国际会议(ICEE) - 印度班加罗尔 (2018.12.17-2018.12.19)] 2018第四届IEEE新兴电子国际会议(ICEE) - 通过电光频率梳四波混频实现S、C和L波段激光源的同时产生
摘要： 带宽需求的增长需要在波分复用中使用多个载波。传统上，载波波长由独立激光器产生，但随着载波数量增加，这些激光器存在面积大、功耗高的问题。我们演示了从C波段中相距4纳米的两个激光器同时产生S、C和L波段超过316个波长。电光调制器首先将每个激光器扩展到9条线（在20 dB带宽内）。电光频率梳的功率被扩展到约800 mW，并在高非线性光纤中经历级联四波混频，以产生三个波段的波长。S、C和L波段中20 dB带宽内的线数分别为88、160和68。该系统也可用于射频任意波形生成。
关键词： 四波混频、电光调制器、波分复用、高非线性光纤
更新于2025-09-19 17:13:59
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一款紧凑型120 GHz单块硅-二氧化硅电光调制器
摘要： 提出了一种基于硅-二氧化硅平台的新颖电光调制器。该调制器采用金属氧化物半导体场效应晶体管中广为人知的环绕栅极开关机制改进版本。通过氧化物和金属包裹波导硅芯，增强外加电压在电荷耗尽与积累过程中的作用，从而提升光学相移效果。得益于极低的电容值，该调制器具有高达120 GHz的超高开关速度，总插入损耗为4.6 dB，移相器长度为500微米。因此，该调制器可应用于5G通信网络骨干电路等高速场景。
关键词： 集成光学、电光调制器、硅光子学
更新于2025-09-19 17:13:59
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 基于一维光子晶体腔的宽带石墨烯电光调制器
摘要： 自2004年首次分离出单层石墨烯以来，研究者们开始关注将这种二维材料嵌入调制器、频率转换器和光学时钟等光学元件中。事实上，石墨烯展现出若干卓越的光学特性：在正入射（自由空间应用）和掠入射（基于波导的应用）条件下均具有宽带光学吸收能力，能本征支持表面等离极化激元（SPP）波传播，并具备包括可饱和吸收和多光子混频现象在内的完整非线性光学行为谱系。通过采用固态电子学领域开发的栅极调控技术对石墨烯进行"掺杂"，可针对特定自由空间波长激活或抑制这些光学特性——例如在吸收调制应用中，必须通过调节费米能级使其与狄拉克点的能量差（即化学势）至少达到光子能量的一半，才能使石墨烯呈现透明状态。然而作为原子级厚度的单层材料，未掺杂石墨烯在自由空间中与光的有限相互作用使其在宽光谱范围内仅能保持2.3%的吸收率。
关键词： 电光调制器、石墨烯、宽带、光子晶体腔
更新于2025-09-16 10:30:52
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一种基于横向MOS电容的ITO马赫-曾德尔调制器，用于光束偏转
摘要： 我们通过实验展示了一种异质集成于硅光子平台的氧化铟锡（ITO）马赫-曾德尔干涉仪。该移相器部分采用新型横向MOS结构实现，凭借优异的静电重叠效应达成高效调制（VπL = 63 V·μm）。这一成果通过两个途径实现：(i)选用强折射率变化材料（ITO）；(ii)优化电场重叠度（经静电场线验证）。此外，我们证实该平台可作为端射硅光子光学相控阵（OPA）的基础构件——该相控阵采用波导半波长间距设计，预期性能包括：窄主波束瓣（<3°）、旁瓣抑制>10 dB，同时能实现±80°电控发射方向调控。若进一步优化，不仅可为激光雷达系统带来纳秒级快速波束调控能力，还可应用于全息显示、自由空间光通信及光开关等领域。
关键词： 电光调制器、氧化铟锡（ITO）、相控阵、激光雷达、马赫-曾德尔、波束转向
更新于2025-09-16 10:30:52