基于绝缘体上硅的一种改进的Mach-Zehnder声光调制器?

摘要：

传统的基于绝缘体上硅的Mach-Zehnder (MZ)声光调制器中,叉指换能器位于两臂的同一侧.为实现高的调制效率,声表面波的波峰和波谷分别调制MZ干涉仪的两臂,这要求控制MZ干涉仪两臂之间的距离为奇数倍声波半波长.但实际上由于传播过程中衬底材料的变化,声波波长会变大,这会导致两臂的间距难以准确设置.另一方面,声波在传播过程中经过MZ干涉仪的一臂后会发生衰减,降低了对另一臂的调制效果,影响了整体的调制效率.本文针对这些问题给出了一种解决方案,把叉指换能器放在MZ波导两臂之间,确保MZ干涉仪两臂到叉指电极中心距离相等.采用有限元法,首先对新提出的结构进行分析,然后通过声光互作用原理得到了材料的折射率变化；进而研究了波导类型、波导宽度、氧化锌厚度及叉指对数等因素对声光调制效率的影响,并对声光调制器的结构参数进行了优化以提高其性能.基于COMSOL Multiphysics 的仿真结果表明,当条波导宽度为6μm,氧化锌只覆盖有叉指电极的部分且厚度为2.2μm,控制叉指电极数目为50对时,波导有效折射率变化在驱动电压为1 V时可以达到4.08×10?4,比传统结构提高了12%。

关键词：声光调制器、绝缘体上硅、声表面波、COMSOL Multiphysics

分类号：TB3;TN2

资助基金：国家重点基础研究发展计划2013CB632105;国家自然科学基金61177055,61307074;浙江省杰出青年科学基金LR15F050002;中央高校基本科研业务费专项资金资助的课题.* Project supported by the National Basic Research Program of ChinaGrant 2013CB632105;the National Natural Science Foundation of ChinaGrant .61177055,61307074;the Science Fund for Distinguished Young Scholars of Zhejiang, ChinaGrant LR15F050002;the Fundamental Research Funds for the Central Universities, China

在线出版日期：2016-03-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共1页

页码：014304-1-014304-7