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调制即是通过施加电信号改变光波导中光的相位、强度和偏振等特征,以达到用光来传输信号的目的。硅的调制比较普遍的是利用载流子的注入或耗尽,而不是利用通常的电场效应,下面介绍几种调制机制。 1.普克尔效应 普克尔效应也叫线性电光效应,即材料的实折射率随外加电场变化而变化,它与电场相对于晶轴的方向有关。由于硅晶格的对称性,所以普克尔效应不存在,无法利用它进行调制。 2.克尔效应 克尔效应也叫二阶电光效应,即实折射率与电场平方的关系。硅虽然具有这种效应,IF是十分微弱。Soref等人通过理论得出:在1.um情况下,外加100 V/gm电场,折射率只改变10-4。 3.夫兰茨
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显示显示/光电技术中的硅中的光调制机制光电技术中的硅中的光调制机制
调制即是通过施加电信号改变光波导中光的相位、强度和偏振等特征,以达到用光来传输信号的目的。硅的调
制比较普遍的是利用载流子的注入或耗尽,而不是利用通常的电场效应,下面介绍几种调制机制。 1.普克
尔效应 普克尔效应也叫线性电光效应,即材料的实折射率随外加电场变化而变化,它与电场相对于晶轴的
方向有关。由于硅晶格的对称性,所以普克尔效应不存在,无法利用它进行调制。 2.克尔效应 克尔效
应也叫二阶电光效应,即实折射率与电场平方的关系。硅虽然具有这种效应,IF是十分微弱。Soref等人通过理
论得出:在1.um情况下,外加100 V/gm电场,折射率只改变10-4。 3.夫兰茨
调制即是通过施加电信号改变光波导中光的相位、强度和偏振等特征,以达到用光来传输信号的目的。硅的调制比较普遍
的是利用载流子的注入或耗尽,而不是利用通常的电场效应,下面介绍几种调制机制。
1.普克尔效应
普克尔效应也叫线性电光效应,即材料的实折射率随外加电场变化而变化,它与电场相对于晶轴的方向有关。由于硅晶格
的对称性,所以普克尔效应不存在,无法利用它进行调制。
2.克尔效应
克尔效应也叫二阶电光效应,即实折射率与电场平方的关系。硅虽然具有这种效应,IF是十分微弱。Soref等人通过理论
得出:在1.um情况下,外加100 V/gm电场,折射率只改变10
-4
。
3.夫兰茨-凯尔迪什效应
夫兰茨-凯尔迪什效应可以使折射率虚部与实部均发生变化,且前者占主要地位,它是由于半导体材料外加电场之后所引
起的能带弯曲导致的。对波长靠近带隙的光较敏感,而对子通信用的1.31 gm和1.55 gm的近红外光则非常不敏感,效应相当
微弱。
4.等离子色散效应
半导体材料中自由载流子的变化可以改变材料折射率的实部和虚部,由Drude模型决定:
对于波长为1.55 gm和1.31 gm来说,Drude模型可以拟合成下列公式
[11]
。
对1.55 gm:
对于1.31 gm:
当注入载流子浓度为5×10
17
时,对1.3utm的波长来说,实折射率的变化可达到10→量级。调制效应较前两个都要强将近
一个数量级。
5.热光效应
热光效应的表达式为
[12]
光波导上升6℃,折射率变化为1.1×10
-3
。实验验证,外加10 mW功率,在500 gm的长度下可实现冗相移。自由载流子注
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weixin_38623000
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