新加坡研究出同時(shí)仿真電和光特性的方法，助力實(shí)現光電器件前所未有的性能

　　Lim說(shuō)：“光調制器是通過(guò)對光施加電脈沖來(lái)改變光傳播的光電器件。在光通信系統中，用于將電子信息編碼到激光束中。”

　　硅調制器通常包含移相器，用于通過(guò)施加射頻信號改變光波導的折射率。通過(guò)經(jīng)相位調制的光束干涉實(shí)現光強度調制。由于該工作原理，硅光調制器的性能主要取決于移相器的性能。當前的硅移相器設計主要利用自由載流子等離子體的散射效應實(shí)現相位調制。

　　制造硅調制器有許多參數，也受到許多制造條件限制，因此需要通過(guò)復雜的計算找到最佳的參數集，包括波導幾何尺寸、載流子摻雜濃度和p-n結位置等。目前硅中自由載流子與復合折射率之間的關(guān)系僅靠經(jīng)驗摸索。

　　Lim解釋說(shuō)：“對于這類(lèi)研究工作必須進(jìn)行電學(xué)和光學(xué)兩種類(lèi)型的仿真，采用兩種不同類(lèi)型的軟件先仿真電學(xué)特性再仿真光學(xué)特性。這就造成了時(shí)間和資源的嚴重浪費。我們研究的代碼能夠在一個(gè)平臺上仿真電學(xué)和光學(xué)性能，且數據保真度不會(huì )損失。”

圖 該團隊以耗盡型硅調制器為例研究的載流子濃度與光強度相互作用可視化圖

　　Lim表示，通過(guò)他們的代碼仿真和優(yōu)化，能夠設計出性能最優(yōu)的硅調制器，這將有助于開(kāi)發(fā)低損耗、高速的光數據傳輸系統。

　　參考文獻

　　Ching Eng Png, Min Jie Sun, Soon Thor Lim, Thomas Y. L. Ang, Kensuke Ogawa. Numerical Modeling and Analysis for High-Efficiency Carrier-Depletion Silicon Rib-Waveguide Phase Shifters. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 2016; 22 (6): 99 DOI:10.1109/JSTQE.2016.2564648