化合物半导体电光调制器(EOM)外延结构
电光调制器(EOM)是任何光学系统的重要组成部分,广泛用于数字和模拟光纤系统中光波的相位或强度调制。高速调制器因其在先进电信系统、光纤无线电系统以及测试和测量设备中的实际应用而受到特别关注。为了实现高速调制,使用了铌酸锂、有机材料和化合物半导体系统。基于化合物半导体系统的调制器比其他类型的调制器更可取,因为它们尺寸小,并且可以将它们与其他有源和无源光学元件集成在单个芯片上(激光器、半导体光放大器、耦合器和分配器、阵列波导光栅、光电探测器等)。可供化合物半导体材料,如InP/InGaAsP,用于制备电光调制器,具体结构如下:
1. InGaAsP/InP量子阱基电光调制器结构
CS180828-EOM
外延层 | 材料 | 厚度 | 掺杂 | 摩尔系数 |
11 | p++ In1-xGaxAs | – | – | x=0.47 |
10 | p+ InP | – | 1E18cm-3 | |
9 | p+ InP | – | – | |
8 | p InP | – | – | |
7 | i InP | 200nm | – | |
6 | In1-xGaxAsyP1-y/InP 量子阱 | – | – | x=**
y=** |
5 | i InP | – | – | |
4 | n InP | – | – | |
3 | n+ InP | – | – | |
2 | n+ InP | – | – | |
1 | i InP | – | – | |
0 | SI InP |
InGaAsP/InP材料在电吸收和电折射光调制器中的应用一直备受关注。通过添加P子晶格,在阱层中使用四元InGaAsP材料系统可以提供额外的自由度来调节吸收边缘,以获得高调制效率。
2. 调制器的驱动电压
调制器最重要的特性之一是驱动电压,也称为Vπ。许多光学系统的特性,如驱动功率和链路增益与Vπ的平方成正比。因此,低Vπ调制器是极其重要的。它们的Vπ为几伏。化合物半导体调制器通过提高相移效率来降低Vπ。这些相位调制器利用PN结的耗尽区内的高电场来增加源自线性电光(LEO)和二次电光(QEO)效应的相移。
3. 电光调制器应用
电光调制器的典型应用主要包括:
调制激光束的功率,例如用于激光打印、高速数字数据记录或高速光通信;
固态激光器的Q 开关(其中 EOM 用于在发射脉冲之前阻挡激光谐振器);
主动锁模(EOM 使用往返频率或其倍数调制谐振器损耗或光学相位);
脉冲选择器、再生放大器和倾腔激光器中的开关脉冲。
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