據麥姆斯咨詢報道，近期，英國南安普頓大學（University of Southampton）硅光子學研究小組近期以“Harnessing plasma absorption in silicon metal oxide semiconductor (MOS) ring modulators”為題在知名期刊Nature Photonics上發表了一篇關于硅基電光調制器的研究論文。該論文顯示，可以利用等離子體色散效應期間的吸收來增強硅基電光調制器的性能。

集成硅基MOS環形電光調制器

這項研究隸屬由英國工程與物理科學研究委員會（EPSRC）和Rockley Photonics共同資助的Prosperity Partnership項目。

全硅等離子體色散效應環形諧振器調制器具有誘人的發展前景。然而，其性能目前受限于調制深度和開關速度之間的權衡。為此，研究人員介紹了一種突破該限制的機制，通過利用硅基金屬氧化物半導體（MOS）波導中引起的等離子體吸收，來提高低品質因數、高速環形調制器的消光比。

吸收增強的頻率響應

南安普頓大學光電子研究中心（ORC）高級研究員Weiwei Zhang博士評論稱：“硅基MOS環形調制器將電信號轉換為光信號。這基于等離子體色散效應，如果增加波導中電子和空穴的濃度，會得到光的相移，以及吸收的增強。到目前為止，吸收部分一直被認為是不需要的，因為它會增加整個器件的損耗，從而減少獲得的光量。”

Weiwei Zhang補充道：“我們的研究表明，可以利用這種吸收來使調制器在相同的器件電容下獲得更好的表現。結果，我們成功展示了迄今為止在此類器件上記錄的最快數據傳輸速度，高達每秒100吉比特。”

性能改善

“我們的研究重點之一，是不斷提高硅光子學中電光調制器的性能。雖然業界有一種趨勢是引入其他材料來實現這一目標，但其CMOS兼容性可能會受到影響，從而導致更高的生產成本。我們的研究表明，仍然有辦法以相對較低的制造成本，提高全硅基器件的性能。” Weiwei Zhang繼續說道。

創新研究有可能帶來新的科學機遇。領導這項工作的David Thomson教授補充道：“高帶寬、低功耗和緊湊型硅基電光調制器，對于未來高能效、密集集成的光數據通信至關重要。我們開發的器件證明了這方面的潛力，該器件可以調制特定波長的光。”

“該器件的緊湊性和高能效特性，使我們能夠在同一波導上密集地集成這些調制器的陣列，其中，每個調制器都能夠以不同的波長進行調制。這就是所謂的波分復用，從而傳輸更多的數據。”他解釋稱。

Thomson教授補充稱：“我們很高興這項研究的重要性通過在Nature Photonics期刊上發表而獲得認可。這項研究成果是通過南安普頓大學和Rockley Photonics團隊在概念開發、設計建模、潔凈室制造和器件表征等方面的努力合作才得以實現。我們期待業界對這項成果的回應，并希望它能帶來新的合作，為該領域的研究打開新思路。”

審核編輯：劉清