25-Gbps Depletion-Type 실리콘 링 변조기 성능 극대화를 위한 소자 구조 최적화

Q: 이 논문에서 정의한 depletion-type 실리콘 링 변조기란 무엇인가?

depletion-type 실리콘 링 변조기(Si-RM)는 p-n 접합에 걸린 역 바이어스 전압 변화로 링 공진기 내부 빛의 굴절률 변화를 유도하여 변조를 수행하는 광소자이다. 이는 실리콘 내 캐리어 양 변화에 따른 plasma dispersion effect를 이용하며, 작은 소자 크기, 넓은 변조 대역폭 및 높은 변조 효율을 제공한다.

Q: 25-Gbps depletion-type 실리콘 링 변조기의 최적 소자 구조는 무엇인가?

연구 결과, O-band 25-Gbps depletion-type 실리콘 링 변조기는 링 도파로의 반지름이 14 μm이고 커플링 갭이 270 nm일 때 가장 우수한 eye diagram 성능을 나타낸다. 이러한 최적화된 구조는 기존 논문들과 비교하여 더 높은 소광비(ER)와 광 변조 진폭(OMA)을 제공한다.

성민혁; 조영관; 김민규; 박강엽; 오원석; 최우영

doi:10.5573/ieie.2021.58.1.21

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저자정보: 성민혁 (연세대학교) 조영관 (연세대학교) 김민규 (연세대학교) 박강엽 (한국전자기술연구원) 오원석 (한국전자기술연구원) 최우영 (연세대학교)

저널정보: 대한전자공학회 전자공학회논문지 전자공학회논문지 제58권 제1호(통권 제518호)

발행연도: 2021.1

수록면: 21 - 29 (9page)

DOI: 10.5573/ieie.2021.58.1.21

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본 논문은 실리콘 포토닉스 기반 depletion-type 링 변조기의 성능 최적화를 위한 소자 설계 방법을 제시하고, 이의 유효성을 실험적으로 검증한다. Depletion-type 실리콘 링 변조기의 소자 구조에 따른 동적 변조 특성 변화를 파악할 수 있는 모델을 구축하고, 이를 바탕으로 변조기의 25-Gbps eye diagram을 시뮬레이션하여 최적의 eye 성능을 갖는 소자 구조를 도출하며, 이 결과를 실험 결과와 비교한다.

#Silicon photonics #Depletion-type silicon-ring modulator #Performance optimization

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