硅基绝缘体上硅2x2马赫-曾德尔电光开关：低交叉 talk新方案

"这篇论文介绍了一种基于紧凑型硅-on-绝缘体（SOI）的2×2马赫-曾德尔干涉仪（MZI）电光开关，该开关使用标准的互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺制造。通过采用新的推挽调制方案和预偏置的π/2相移，实现了200微米的短调制臂长度，交叉干扰降低至-22分贝。这种新型调制方案还允许开关在约5.4纳米的时间内实现快速切换。" 本文的研究重点是硅光子学中的关键组件——2×2 MZI电光开关，该组件是在SOI平台上利用CMOS技术制造的。SOI是一种重要的材料系统，它将硅有源光电器件与绝缘层隔离，以提高器件性能并降低功耗，同时保持与现有CMOS工艺的兼容性，这使得硅光子学在高容量光通信和集成光学电路中具有巨大潜力。 文章中提到的2×2 MZI电光开关是一个用于控制光信号路径的关键元件，常用于光路的切换和复用。MZI结构基于两个相互独立的光分支，通过干涉效应实现光信号的路由。在传统的MZI设计中，通过改变分支中的光路径长度差来改变光的相位，进而实现开关功能。然而，该文中报道的创新之处在于采用了推挽调制策略，这是一种利用两个相反极性的电压来驱动调制器的方法，能有效地减少交叉干扰，提高开关性能。 具体来说，推挽调制方案结合了预偏置的π/2相移，显著降低了交叉干扰，达到了-22分贝的低值。这一改进对于多通道光通信系统至关重要，因为它减少了不同光通道间的串扰，从而提高了系统的整体效率和信号质量。此外，新型调制方案还能支持快速的开关操作，开关时间仅为约5.4纳秒，这对于高速光通信网络中的数据处理和传输至关重要。 这篇研究展示了硅光子学领域的一个重要进展，即在保持小型化的同时，通过优化调制策略实现了高性能的电光开关。这种开关有望在下一代光互连、数据中心通信和光纤通信网络中发挥重要作用，推动信息技术的发展。而其兼容CMOS工艺的特性，意味着这些组件可以大规模生产，降低了成本，并且容易集成到现有的电子设备中。因此，这项工作对于硅光子学的实用化和商业化具有深远的影响。