无偏置纳秒级DR1/SU-8电光开关：微带线电极研究

本文介绍了一种基于染料掺杂聚合物DR1/SU-8和微带线电极的纳秒级无偏置Mach-Zehnder电光开关。该设备设计精良，旨在实现高速切换，适用于光路的高速路由和交换。 文章的核心在于介绍了一种新型的电光开关，其主要特点包括使用了染料掺杂的聚合物Disperse Red 1 (DR1)，这种染料来自东京化学工业有限公司，以及SU-8光刻胶，由MicroChem Corp.提供。DR1/SU-8混合材料在电光开关中的应用，使得开关能够在无偏置条件下工作，即无需外部电压偏置即可实现开关功能。这不仅简化了设备设计，也提高了系统的稳定性。 开关的结构基于Mach-Zehnder干涉仪，这是一种常见的光信号处理组件，能够通过改变光路径的相位差来控制光的传输。文中提到了采用三维束传播方法和扩展点匹配方法进行优化设计，这些方法有助于精确控制光波在器件内的传播，从而实现高速切换。同时，开关的制造过程采用了湿法刻蚀和电感耦合等离子体刻蚀技术，确保了尺寸参数的精确控制。 实验结果显示，该电光开关在1,550纳米波长下，上升时间和下降时间均约为10纳秒，这一快速的响应速度使其在高速光通信领域具有巨大的潜力。由于无偏置操作和纳秒级的响应，该开关特别适合于高速光路由和交换应用，可以有效提升数据传输的效率和速度。 此外，文章还提到了相关的研究机构，如位于中国的吉林大学集成光电子国家重点实验室，表明了全球范围内对高速电光开关研究的关注和投入。该研究的成果对于推动光电子技术的发展，特别是在光纤通信和光子集成电路等领域，具有重要的理论和实际意义。 这篇论文详细介绍了基于染料掺杂聚合物DR1/SU-8和微带线电极的无偏置Mach-Zehnder电光开关的设计、制造工艺及其高速性能。这一创新设计为未来开发更高效、更快响应的光通信系统提供了新的可能。