最近，咱们的张赞允院士课题组在硅基光学调制方面有了紧要浮松，得手研发出了巨匠第一台具有极化无关脾气的224 Gb/s硅基光学调制器，其偏振依赖损耗、最高使命速率等主要主见齐朝上了当今国表里同类调制时期，达到了国外先进的水准。相干边界在《Photonics Research》上以“Polarization insensitive silicon intensity modulator with a maximum speed of 224 Gb/s”的标题为“Polarization insensitive silicon intensity modulator with a maximum speed of 224 Gb/s”的盘考边界。

硅基光调制用具有体积小、集成度高、与 CMOS工艺兼容等上风，在昔日二十多年的发展中，其光电脾气得到了赶紧发展。然则，亚微米光波导具有双极化的特色，使得硅基光电调制器件极化贤达度低的瑕疵一直莫得得到有用处理。愚弄偏振无关的光电调制时期，不错将发光器件通过单模光纤与远端激光邻接，逃匿了对偏振信号的及时调控，也无需领受高造价的保偏纤维，极地面减少了系统的复杂度，具有伏击的实用价值。针对当今硅基电光调控器件存在的主要问题，本步地拟领受铌酸锂、石墨烯、钛酸钡薄膜、含 ITO的多层膜和高分子等多种材料进行器件的打算与制备。但当今的处理次第与 CMOS制程不相容，且在骨子应用中仍存在较大差距。

针对“浮松硅基光电调制器件双偏振性能瓶颈”的中枢科常识题，肯求东说念主处所课题组在前期使命基础上，初度已毕了基于硅基材料的偏振不贤达型硅基光电场调制器件（图1)，并进行了初步的实验盘考。该步地拟愚弄2 D变迹光栅，同步完成偏振无关耦合、偏振分束/动掸和能量折柳等多个作用，将任何偏振态光输入到4通说念 TE光波导中，并愚弄极小蚀本的光学篡改构造出一种双极化并行的推挽相位篡改安装，从而获取极化无关的光电调控。为了获取更快的使命速率，课题组通过建树负载电极的输电线模子，模拟并进行了阻抗与光电率匹配的优化。实验标明，该安装的偏振依赖蚀本小于0.15 dB，且其调制成果达到1.5 V. cm。5 V偏置条目下，安装的光电频宽接近50 GHz,32路正等化元件112 GbaudPAM4 （图2 D）处于洞开现象，测量到的 TDECQ值为3.1 dB，其最大使命速率达到224 Gb/s，评释该安装的使命速率达到了224 Gb/s。为了考证该次第的有用性，课题组当先通过测量100 Gbaud OOK光学眼图的偏振无关性，通过测量其平均光功率、信噪等到消光比等主见，发现其在各极化现象下的平均光功率波动<0.59 dBm，且具有邃密的信噪比和消光比，可保证在极化现象下仍能保管邃密的通信品性。本步地的得手本质，将使 Si基偏振无关光调制器件透顶替代现存的硅基单偏振调制器件，在共封装光学、片上光学输入输出和微波光子系统等方面具有十分伏击的道理。

图1.（a）安装的光学显微镜图像（b)~（h）各个主要部件的 SEM图像

图2.(a)100 gbaud OOK调制的眼图（b)112 gbaud OOK的调遣眼图（c)(c) BaudPAM4的调遣眼图（d)(e)BogdPAM4的调控眼图（e)(f)100 G OOK (f）在 BogdOOK中的 OOK (f)100 G OOK眼图的各项性能参数的比拟

本文的主要作家是咱们学校的张赞允，英国皇家工程院院士和南安普顿大学的格雷厄姆 T.里德先生，齐曾对咱们的盘考使命进行过深切的盘考和同样。步地获取了来自天津理工学院，中国科学院半导体盘考所，浙江大学，鹏城实验室，苏州微光电子熔合时期盘考院有限公司，英国南安普顿大学等，并获取了国度当然科学基金，中国科学院后生学会，鹏程实验室，企业委用，天津市光电探伤时期及体系要点实验室等步地的资助。

出处|电气及资讯工程学院

翰墨：胡敏

校对|刘玉靖、刘孜勤、胡敏云开体育