100 GHz 微米级紧凑宽带单片 ITO 马赫-曾德尔干涉调制器实现 3500 倍更高集成密度
光学
2022-03-28 v2 应用物理
摘要
电光调制器在光收发器中提供关键功能,并且在用于机器学习和信号处理的光子可编程专用集成电路(ASIC)中日益重要。然而,代工厂就绪的硅基调制器以及利用铌酸锂的常规材料基器件均无法同时提供高芯片集成密度和快速度。电流驱动的基于 ITO 的调制器凭借高效的光物质相互作用有潜力同时实现二者。在此,我们介绍了基于微米级紧凑马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的调制器,其能够超过 100 GHz 的开关速率。将 ITO 薄膜集成于光子波导之上,构成光谱宽带且紧凑的 MZI 相移器。值得注意的是,这使得在相同芯片面积内可集成超过 3500 个此类调制器,而硅基 MZI 调制器仅能集成一个。本文介绍的调制器设计实现了光子、电子和基于射频的整体优化,并包含非对称 MZI 调谐步骤以优化消光比(ER)与插入损耗(IL)之比,以及介电厚度扫描以平衡 ER 与速度之间的权衡。由 CMOS 兼容偏置电压电平驱动,该器件首个满足了机器智能革命处理器的下一代调制器需求,此外还有边缘和云计算需求以及光收发器需求。
引用
@article{arxiv.2112.10926,
title = {100 GHz Micrometer compact broadband Monolithic ITO Mach Zehnder Interferometer Modulator enabling 3500 times higher Packing Density},
author = {Yaliang Gui and Behrouz Movahhed Nouri and Mario Miscuglio and Rubab Amin and Hao Wang and Jacob B. Khurgin and Hamed Dalir and Volker J. Sorger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.10926},
year = {2022}
}
备注
14 pages, 7 figures