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[Springer博士论文系列] 高速硅基光互连用CMOS兼容关键工程器件 || 总结与未来工作

DOI：10.1007/978-981-13-3378-1_6 出版年份：2019 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 本论文主要聚焦硅光子学中的四个重要科学问题：硅电光调制器、先进复用机制、偏振控制及光纤-芯片耦合。系统提出了硅电光调制器的设计理论，探究了先进复用机制，研究了偏振控制器件，并探索了光纤-芯片耦合技术。研究展示了采用商用130纳米CMOS工艺制备的高性能器件，包括高速载流子耗尽型硅电光调制器、波分复用器件、偏分复用器件、模分复用器件以及超紧凑型偏振分束旋转器。该工作旨在通过提供适用于高速硅基光互连的CMOS兼容解决方案，为硅光子学领域作出贡献。
作者： J. Wang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

解决硅光子学中的四个关键科学问题：硅电光调制器设计、先进复用机制、偏振控制以及光纤到芯片耦合，重点关注高速硅基光互连的CMOS兼容性。

研究成果

该论文通过兼容CMOS的器件设计成功解决了硅光子学中的关键挑战，展示了高性能调制器、复用器、偏振控制器和耦合器。未来工作包括优化电极设计、建立高速测试平台、完成器件测试、探索封装方法，并朝着大规模光电集成以及在传感和通信领域的新应用迈进。

研究不足

1. 新型行波电极的设计优化与信号完整性分析尚未得到充分研究。 2. 面向Tb/s传输的大规模混合复用与高速测试平台仍有待建立。 3. 部分偏振分束旋转器器件样品尚未进行测试。 4. 光纤到芯片耦合的低成本工业封装方法需要进一步探索。 5. 该研究目前处于单器件验证阶段，距离实现硅基光电集成仍有较长路要走。

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