[發明專利]一種石墨烯馬赫-曾德爾強度調制器及其線性化方法

有效

• 申請號: 201810258894.2
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108388034B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 張尚劍;田楚銘;鄒新海;張雅麗;劉永
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G02F1/03
• 分類號: G02F1/03
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 徐金瓊

1.一種石墨烯馬赫-曾德爾強度調制器，其特征在于：包括第一調制臂(1)、第二調制臂(2)、第一正電極(3)、第二正電極(4)、負電極(5)和襯底層(11)，第一調制臂(1)和第二調制臂(2)為石墨烯脊型波導(12)，且兩調制臂構成馬赫-曾德爾干涉結構；

所述石墨烯脊型波導(12)從上到下依次包括第一脊部(6)、石墨烯層(8)、第二脊部(7)；第一脊部(6)與石墨烯層(8)被第一隔離層(9)隔離，第二脊部(7)與石墨烯層(8)被第二隔離層(10)隔離；

所述第一正電極(3)和第二正電極(4)分別位于第一調制臂(1)和第二調制臂(2)石墨烯脊型波導(12)延伸出的石墨烯層(8)上，負電極(5)位于石墨烯脊型波導(12)延伸出的第一隔離層(9)上；

通過第一正電極、第二正電極和負電極分別給上下兩臂施加不同的偏置電壓。

2.根據權利要求1所述的石墨烯馬赫-曾德爾強度調制器，其特征在于：所述石墨烯脊型波導(12)中的石墨烯層(8)與第二隔離層(10)從第二脊部(7)和襯底層(11)的上表面延伸出來，并由石墨烯層(8)與電極相連。

3.根據權利要求1所述的石墨烯馬赫-曾德爾強度調制器，其特征在于：所述第一脊部(6)、第二脊部(7)的材料為硅、鍺、鍺硅合金或III-V族半導體。

4.根據權利要求1所述的石墨烯馬赫-曾德爾強度調制器，其特征在于：所述襯底層(11)、第一隔離層(9)、第二隔離層(10)的材料為硅氧化物、硅氮氧化物、硼氧化物或六方硼氮氧化物。

5.一種石墨烯馬赫-曾德爾強度調制器線性化方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：確定第一脊部(6)的厚度h1、寬度w1，第二脊部(7)的厚度h2、寬度w2，第一隔離層 (9)的厚度h3、寬度w3，第二隔離層(10)的厚度h4、寬度w4，第一調制臂(1)和第二調制臂(2) 的長度L；

步驟2：根據步驟1中所得參數設計石墨烯馬赫-曾德爾電光調制器，將調制器的任意調制臂的偏置電壓固定為v0，該臂記為調制臂1，將另一調制臂記為調制臂2，從調制器的輸入端入射恒定功率的TE模式的光波，改變調制臂2的偏置電壓v 1，測量該調制器的輸出光功率，得到調制器的透射光功率隨偏置電壓變化的曲線，即為該石墨烯馬赫-曾德爾電光調制器的傳輸函數；

步驟3：利用步驟2中的傳輸函數，尋找加載在調制臂2上使得三階交調失真項最小和無雜散動態范圍最大的最佳偏置電壓，最終得到高線性度的石墨烯馬赫-曾德爾電光調制器。