광학 변조기의 가장 중요한 특성 중 하나는 변조 속도 또는 대역폭이며, 이는 최소한 사용 가능한 전자 제품만큼 빠릅니다. 100GHz 이상의 트랜지 시드 주파수를 갖는 트랜지스터는 이미 90 nm 실리콘 기술에서 입증되었으며 최소 기능 크기가 감소함에 따라 속도가 더욱 증가 할 것입니다 [1]. 그러나 오늘날의 실리콘 기반 변조기의 대역폭은 제한적입니다. 실리콘은 센트로-대칭 결정 구조로 인해 χ (2)-노선성을 갖지 않습니다. 변형 실리콘을 사용하면 이미 흥미로운 결과가 이루어졌지만 [2], 비선형 성은 아직 실용적인 장치를 허용하지 않습니다. 따라서 최첨단 실리콘 광학 조절제는 여전히 PN 또는 핀 접합부의 자유 캐리어 분산에 의존합니다 [3-5]. 순방향 바이어스 접합은 V가 V가 낮은 전압 길이 생성물을 나타내는 것으로 나타 났지만, 변조 속도는 소수 캐리어의 역학에 의해 제한된다. 그럼에도 불구하고, 10 GBIT/s의 데이터 속도는 전기 신호의 사전 강조의 도움으로 생성되었다 [4]. 대신 역 바이어스 접합을 사용하여 대역폭은 약 30GHz로 증가되었지만 [5,6], 전압 길이 제품은 VπL = 40V mm로 상승했습니다. 불행히도, 이러한 혈장 효과 위상 조절기는 바람직하지 않은 강도 변조도 생성되며 [7], 이들은 적용된 전압에 비선형으로 반응한다. 그러나 QAM과 같은 고급 변조 형식은 선형 응답 및 순수한 위상 변조가 필요하므로 전기 광학 효과 (Pockels Effect [8])의 활용이 특히 바람직합니다.
2. SOH 접근
최근에, 실리콘-유기 하이브리드 (SOH) 접근법이 제안되었다 [9-12]. SOH 변조기의 예는도 1 (a)에 도시되어있다. 광학장을 안내하는 슬롯 도파관과 광학 도파관을 금속 전극에 전기적으로 연결하는 2 개의 실리콘 스트립으로 구성됩니다. 전극은 광 손실을 피하기 위해 광학 모달 필드 외부에 위치하고있다 [13], 그림 1 (b). 이 장치는 슬롯을 균일하게 채우는 전기 광학 유기 물질로 코팅됩니다. 변조 전압은 금속 전기 도파관에 의해 운반되며 전도성 실리콘 스트립 덕분에 슬롯을 가로 질러 떨어집니다. 결과적으로 전기장은 초고속 전기 광학 효과를 통해 슬롯의 굴절 지수를 변경합니다. 슬롯은 100 nm의 순서의 너비를 가지므로, 몇 볼트는 대부분의 재료의 유전 강도의 크기 인 매우 강한 변조 필드를 생성하기에 충분합니다. 변조 및 광학장이 슬롯 내부에 집중되기 때문에 구조는 높은 변조 효율을 갖는다 (그림 1 (b) [14]. 실제로, 서브 볼트 작동 [11]을 갖는 SOH 변조기의 첫 번째 구현이 이미 보여졌으며, 최대 40GHz의 정현파 조절이 입증되었다 [15,16]. 그러나, 저전압 고속 SOH 변조기를 구축하는 데있어 어려움은 고도로 전도성 연결 스트립을 만드는 것입니다. 등가 회로에서 슬롯은 커패시터 C로, 전도성 스트립은 저항 R에 의해 표현 될 수있다. 상응하는 RC 시간 상수는 장치의 대역폭을 결정합니다 [10,14,17,18]. 저항 R을 감소시키기 위해 실리콘 스트립을 도핑하는 것이 제안되었다 [10,14]. 도핑은 실리콘 스트립의 전도도를 증가시키고 (따라서 광학 손실을 증가시킨다), 전자 이동성이 불순물 산란에 의해 손상되기 때문에 추가 손실 페널티를 지불한다 [10,14,19]. 또한, 가장 최근의 제조 시도는 예기치 않게 낮은 전도도를 보여 주었다.
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