用于片上射频光子系统的三共振耦合腔电光调制器
光学
2020-05-20 v1 应用物理
摘要
我们提出了一种三共振电光调制器架构，通过对射频驱动信号、光学泵浦和所产生的光学边带同时进行共振增强，使调制效率最大化。光学泵浦与边带的光学增强是通过两个耦合光学谐振腔的共振超模实现的，而射频增强则通过由光学谐振腔的电容和可利用 CMOS 技术实现的电感所形成的 LC 电路实现。在所提出的配置中，光子寿命决定了射频响应的带宽而非其中心频率，中心频率由两个谐振腔之间的耦合强度设定，且不受传统单模共振调制器固有的光子寿命约束限制。这使得在高射频载波频率下能够实现高效工作，而不会出现通常与光子寿命极限相关的效率下降。提出了该调制器的两种光学配置：一种“基本”配置，两个超模具有相等的 Q 因子，最适用于窄带射频信号；以及一种“广义”配置，两个超模的 Q 因子可独立定制，从而能够在不牺牲光学泵浦共振增强且付出相关调制效率代价的情况下拓宽射频带宽。此外，通过 LC 共振匹配对射频信号进行增强，有望显著提升调制效率。这造就了一种紧凑、高效且能够在高射频载波频率下调制的调制器。所提出的调制器架构最优地设计了器件与三个信号各自以及它们之间的相互作用，可应用于任何调制器腔体设计或调制机制，并有望实现复杂的片上射频光子系统。
引用
@article{arxiv.1901.00071,
title = {Triply-resonant coupled-cavity electro-optic modulators for on-chip RF photonic systems},
author = {Hayk Gevorgyan and Anatol Khilo and Yossef Ehrlichman and Miloš Popović},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.00071},
year = {2020}
}