双层硅基马赫曾德尔电光调制器的动态性能

硅光波导和光子器件具有大折射率差和紧凑尺寸,硅光子被认为是新一代大规模光电集成技术。基于自由载流子等离子体色散效应,采用MOS电容电极结构的马赫曾德尔调制器(MZM),可实现10 GHz以上的高速调制。采用有限元方法,通过构建光和电结合模拟方法,对一种双硅层的MOS电容电极MZM的静态和动态性能进行了理论研究。研究结果表明,在-2 V驱动电压作用下,当掺杂粒子浓度为1×1015 cm-3时,有效折射率变化值为1.05×10-5左右,实现Vπ所需的单臂调制臂长为3.68 cm,损耗小于0.84 dB/cm,其上升时间和下降时间在40 ps左右;当掺杂粒子浓度为5×1015 cm-3时,其有效折射