有源材料、光学模式与腔体对电光调制性能的影响

本文中，基于电光与电吸收方面的性能，分析了三种不同材料（Si、ITO 和石墨烯）以及三种不同类型的模式结构（体模式、槽模式与混合模式）。研究聚焦于电光调谐的三个主要特性，即材料、模式与腔体依赖性。利用已有模型对材料进行表征，并针对期望的调谐分析了其关键参数谱的允许范围；分别划分为适用于电光与电吸收应用的 n 主导与 k 主导区域。本工作采用半解析方法，并借助有限元模拟（FEM）进行本征模计算。考虑到模式与缩放因素，研究了法布里-珀罗（Fabry Perot）腔内的电光调谐即共振偏移特性。调谐改变了由克拉默斯-克勒尼希（Kramers Kronig）关系决定的模式有效复折射率，进而表明共振偏移与损耗增加之间存在权衡。分析了腔内不同模式的电调谐特性，随后针对载流子浓度与腔体缩放选择了一个优值 delta-lambda/delta-alpha，以寻找实现期望调谐效应的潜在合适区域。