研究目的
用于高带宽和超低功耗光互连网络的超低功耗砷化镓/铝镓砷多量子阱电反射调制器设计。
研究成果
设计的HP-MQW电反射调制器在超低功耗下实现了高消光比和低插入损耗，从而支持高带宽且节能的光学互连。
研究不足
该设计要求对CYTOP层和MQW区域的厚度进行精确控制以实现最佳性能。角度带宽和光谱带宽受耦合机制的限制。
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面向<100飞焦/比特光子链路的混合等离子体多量子阱电反射调制器设计
DOI：10.1109/JSTQE.2020.2987174
期刊：IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要：
实现板载和芯片间光互连需要功耗远低于电互连（即<<1皮焦/比特）的光子数据链路。目前，直接调制850纳米垂直腔面发射激光器在>50吉比特/秒速率下需消耗2-4皮焦/比特/通道的能耗。外部反向偏置调制器可大幅降低该功耗。本研究设计出工作电压1伏的砷化镓/铝镓砷多量子阱电反射超低功耗调制器，通过相邻量子阱间的耦合量子限制斯塔克效应及与混合表面等离子体-平板模式的耦合，显著提升消光比与光谱带宽，便于与聚合物"光学桥"集成。区别于传统电光或电吸收调制器，该新型设计协同利用折射率（|Δn|~0.05）和吸收系数（Δα~10?厘米?1）的超大幅度变化，在1伏反向偏压下实现35-50分贝消光比，同时保持1-3分贝低插入损耗、约5°入射角容差及7-10纳米光谱带宽。该调制器无需热调谐即可达到~1.9飞焦/比特的功耗，RC限制带宽远超100吉赫兹。该新型调制器支持>100吉比特/秒/通道且<100飞焦/比特/通道的高带宽超低功耗光互连网络，与持续发展的CMOS技术完全兼容。
作者：
Xiaoxin Wang，Shaoliang Yu，Haijie Zuo，Xiaochen Sun，Juejun Hu，Tian Gu，Jifeng Liu
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