[发明专利]基于插指型MOS结构的硅基电光调谐波导结构

说明书

技术领域

本发明涉及光通信领域中的硅基电光可调波导器件，具体涉及一 种基于插指型MOS(metal-oxid-semiconductor，金属—氧化物—半导 体场效应晶体管)结构的硅基电光调谐波导结构。

背景技术

可调谐硅基光波导是光通信系统中的关键部件，可调谐硅基光波 导能够用在光调制器、光开关、路由器、可调光衰减器以及波长可调 谐滤波器和激光器等有源光核心器件中；可调谐硅基光波导的高速光 调制功能通常基于高速硅基电光效应。

纯净非应变的硅单晶是一种中心反演对称的晶体，该硅单晶不存 在Pockels(线性电光)效应，而硅的Kerr(二阶电光)效应和 Franz-Keldish(弗朗兹-凯尔迪什)效应也极其微弱；即使施加10⁵V/cm 的电场，产生的折射率改变仍小于10^-5，利用Kerr效应和 Franz–Keldish效应来实现电光调制并不现实。

在硅材料中，最有效的电光效应就是等离子体色散效应，目前， 商用硅基电光调制器主要通过等离子体色散效应实现；1987年，出 现了离子体色散效应的近似表达式：

对于1.31μm波长的光信号，等离子体色散效应的表达式为：

Δn=-[6.2×10-22ΔNe+6.0×10-18(ΔNh)0.8]Δα=6.0×10-18ΔNe+4.0×10-18ΔNh---(1)]]>

对于1.55μm波长的光，等离子色散关系表达式为：