[發明專利]硅基電光調制器的調制臂長度設置方法及設備

有效

• 申請號: 201811321140.3
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109324428B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 崔積適;劉持標;邱錦明;陳洪敏
• 申請（專利權）人: 三明學院
• 主分類號: G02F1/015
• 分類號: G02F1/015
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 楊玉芳

本發明公開了一種基于硅基電光調制器的調制臂長度設置方法及設備。其中，所述方法包括：硅基電光調制器設置P型摻雜區的調制臂的調制臂長度和N型摻雜區的調制臂的調制臂長度不相等，進而在設置P型摻雜區的調制臂的調制臂長度和N型摻雜區的調制臂的調制臂長度不相等之后，使一載流子區中的電子載流子和另一載流子區中的空穴載流子的遷移達到匹配的效果。通過上述方式，能夠實現硅基電光調制器能對調制臂的臂長進行設置來對自身的插損和帶寬的影響進行優化。

技術領域

本發明涉及電光調制器技術領域，尤其涉及一種基于硅基電光調制器的調制臂長度設置方法及設備。

背景技術

近年來，隨著物聯網的迅猛發展，光纖通信系統作為物聯網的重要依托，其發展受到更多的重視。在長途骨干網領域，隨著光傳輸技術的成熟和發展，世界范圍內出現了干線傳輸網絡的建設熱潮，傳輸帶寬、傳輸容量快速發展。

隨著光纖通信系統的發展，光器件的發展也同樣面臨著機遇和挑戰，如何開發出性能優良、價格低廉的光器件已經成為人們所面臨的首要問題。硅基光電子器件具有易于集成、工藝成本低等優點，近些年來引起研究人員的廣泛關注。Si(硅)材料作為微電子領域的傳統材料，在加工工藝和制作成本上有著其他材料無可比擬的優勢，硅基光電子集成技術應運而生。作為硅基光電集成技術中的重要的代表元件之一的光電探測器，它的作用就是把入射的光信號轉化為電信號，以便后續的信號處理電路進行分析。硅基鍺光電探測器經過十幾年的發展，在結構上不斷優化，性能進一步提高。

近年來，在學術界和工業界的持續創新努力下，各種高性能指標的硅基電光調制器不斷被提出和優化，部分指標已經達到了商用鈮酸鋰和三五族電光調制器的水平。

硅基電光調制器的主要結構為PN結(PN junction，空間電荷區)，根據其工作方式不同主要分為載流子注入式和載流子耗盡式兩種結構。PN結是由一個N型摻雜區(以下可簡稱為N區)和一個P型摻雜區(以下可簡稱為P區)緊密接觸所構成的，其接觸界面稱為冶金結界面。

對于兩種結構的硅基電光調制器而言，載流子都是通過slab(電極板)電極輕摻雜區進行輸運的。對于P區和N區來說，具有相同的電極設置。對于傳統的硅電光調制器而言，P型slab區和N型slab區具有相同的長度。然而，P區的主要載流子為空穴，N區的主要載流子為電子，電子和空穴具有不同的遷移速率。硅中電子的遷移率為1350cm2/(vs)，而空穴的遷移率僅為480cm2/(vs)，電子的遷移速率約為空穴的三倍，因此，載流子的傳輸時間往往是由空穴的載流子傳輸時間所決定的。而長的slab區可以減少電極對光信號的吸收，降低硅基電光調制器的插損。而短的slab區可以提高硅基電光調制器的帶寬。

請參見圖1，圖1是傳統的硅基電光調制器的結構示意圖。如圖1所示，該傳統的硅基電光調制器包括第一硅元素區11、第一載流子區12、P型摻雜區13、第二硅元素區14、第二載流子區15和N型摻雜區16，該P型摻雜區13的調制臂17的調制臂長度和該N型摻雜區16的調制臂18的調制臂長度相等。該傳統的硅基電光調制器的載流子的傳輸時間往往是由空穴的載流子傳輸時間所決定的，而長的slab區可以減少電極對光信號的吸收，降低硅基電光調制器的插損，而短的slab區可以提高硅基電光調制器的帶寬。該現有傳統的硅基電光調制器兩只調制臂的臂長相等，調制臂的臂長對硅基電光調制器的插損和帶寬的影響是固定的，無法通過對該調制臂的臂長進行設置來對硅基電光調制器的插損和帶寬的影響進行優化。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種基于硅基電光調制器的調制臂長度設置方法及設備，能夠實現硅基電光調制器能對調制臂的臂長進行設置來對自身的插損和帶寬的影響進行優化。

根據本發明的一個方面，提供一種基于硅基電光調制器的調制臂長度設置方法，包括：

硅基電光調制器設置P型摻雜區的調制臂的調制臂長度和N型摻雜區的調制臂的調制臂長度不相等；