硅基馬赫曾德爾電光調(diào)制器驅(qū)動電極研究.pdf

1、隨著CPU運算速度的不斷提高，電互連在帶寬、延遲和功耗上的瓶頸效應(yīng)越來越明顯，基于硅基光子學(xué)的光電混合集成（Optoeletronic integrated circuit，OEIC）被認(rèn)為是一種可行的替代方式。電光調(diào)制器作為電信號到光信號轉(zhuǎn)換過程中的核心器件顯得尤為重要，硅基調(diào)制器由于其與微電子工藝的兼容性，有利于實現(xiàn)低成本光電集成。
　　本文對硅基馬赫曾德爾電光調(diào)制器驅(qū)動電極的設(shè)計原理與實驗性能進(jìn)行了深入研究，著重優(yōu)化設(shè)計了行

2、波電極，實現(xiàn)了高速信號調(diào)制，完成的工作包括以下幾個方面：
　?。?）單端驅(qū)動行波電極的優(yōu)化設(shè)計
　　為了便于設(shè)計高階調(diào)制器，本文設(shè)計了單端驅(qū)動行波電極結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中行波電極位于調(diào)制臂的兩側(cè)，兩臂中間為高濃度摻雜硅層，通過金屬過孔與外部直流偏置電源相連。采用傳輸線電路模型對電極進(jìn)行分析，結(jié)合仿真結(jié)果得出行波電極各個尺寸參數(shù)對傳輸性能的影響，從而對行波電極進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)了32Gbit/s的二進(jìn)制相移鍵控（Binary P

3、hase Shift Keying，BPSK）信號調(diào)制。
　?。?）多路直流偏置電源的設(shè)計
　　為了給調(diào)制器提供多路穩(wěn)定直流偏置電壓，設(shè)計出基于LM317芯片的40路線性穩(wěn)壓電源。實驗證明其輸出電壓穩(wěn)定，可調(diào)精度高。
　?。?）片上50Ω匹配電阻的設(shè)計
　　為了與行波電極進(jìn)行阻抗匹配，在行波電極末端使用高濃度摻雜硅層設(shè)計出50Ω片上匹配電阻。SILVACO三維仿真工具可以根據(jù)硅層的長、寬、高、摻雜濃度、通孔位置來