基于狭缝波导的高效紧凑型硅基电光调制器

微纳硅光子技术在光互连、光通信、光信息处理等领域有着巨大应用前景。硅材料在电光效应等特性方面存在不足，探索利用其它材料的特性弥补其不足，实现电光调制等功能，对硅光子技术的发展有着重要意义。本项目提出将狭缝波导结构和光子晶体波导结构相结合，利用电光聚合物材料，研究具有紧凑、高效的硅基电光调制器。项目以硅-电光聚合物-硅构成的狭缝波导为基本的光波导结构，将光场限制于狭缝处的电光聚合物层，以电光聚合物的电光效应来弥补硅材料的不足，实现对硅波导中光波的电光调制；同时，提出采用光子晶体波导结构设计调制区，利用光子晶体波导的慢波效应来进一步获得高效紧凑的器件结构。项目对狭缝波导结构的研究将可以进一步拓展于硅基非线性光子器件、硅基发光器件和激光器等研究，是对硅光子技术的发展所进行的有益探索。

硅光子技术在光互连、光通信、光信息处理等领域有着巨大应用前景。本项目提出将狭缝波导结构和光子晶体波导结构相结合，研究具有紧凑、高效的硅基电光调制器。项目以狭缝波导为基本的光波导结构，将光场限制于狭缝处的电光材料层，以电光聚合物的电光效应来弥补硅材料的不足，实现对硅波导中光波的电光调制；同时，提出采用光子晶体波导结构设计调制区，利用光子晶体波导的慢波效应来进一步获得高效紧凑的器件结构。项目研究了水平狭缝平板波导上二维光子晶体及光子晶体缺陷波导的特性，设计了狭缝波导结构和光子晶体波导结构相结合的光调制器结构，研究了器件制作工艺，研制了目标原型器件的。在采用DR1作为电光聚合物生色团的情况下，获得的器件半波电压长度积为2V·mm左右。进一步采用高电光系数聚合物材料，将可以有效提升器件调制效率。本项目还对基于狭缝-光子晶体高Q微腔、基于微腔的Fano特性与器件等展开了研究，为进一步研究硅基光子集成打下了良好的基础。