soi纳米线波导和相关器件研究进展new

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1、维普资讯http://www.cqvip.com《半导体光电}2007年2月第28卷第1期徐学俊等：SOI纳米线波导和相关器件研究进展SO1纳米线波导和相关器件研究进展徐学俊，余金中，陈少武(中国科学院半导体研究所集成光电子国家重点实验室，北京100083)摘要：SOI纳米线波导具有对光场限制作用强、传输损耗低、弯曲半径小、集成度高、与传统CMOS工艺兼容等优点，采用SOI纳米线波导能够大大缩小光子器件的长度和面积，提高器件工作速度和效率，降低器件功耗。介绍了S0I纳米线波导在模式、损耗、偏振等方面与传统大尺寸硅基波导所表现出来的不同

2、特性，评述了当前关于SOI纳米线波导和基于SOI纳米线波导光子器件的最新研究进展。关键词：光子集成回路；纳米线波导；上／下路滤波器；调制器；光开关中图分类号：TN256文献标识码：A文章编号：1001—5868(2007)01—0005～05RecentProgressesofSilicon·-on·-insulatorNanowireWaveguidesandRelatedDevicesXUXue-jun。YUJin～zhong，CHENShao—wu(StateKeyLab．ofIntegratedOptoelectronics，

3、InstituteofSemiconductors，ChineseAcademyofSciences，Beijing100083，CHN)Abstract：SOInanowirewaveguideshaveadvantagesofstrongopticalconfinement，lowtransmissionloss，lowbendradius，highintegrationdensityandfullycompatiblewithCMOStechnique，etc．Thelengthandfootprintsofthedevices

4、basedonthesewaveguidescanbereduced，theoperationspeedandefficiencycanbeimprovedandthepowercanbelowered．Thepropertiesofmode，lossandpolarizationofSOInanowirewaveguides，whicharedifferentfromthoseofconventionalwaveguideswithlargecross—section，areintroduced．Recentprogressesof

5、SOInanowirewaveguidesandseveralphotonicdevicesbasedonthesewaveguidesarereviewed．Keywords：photonicintegratedcircuit(PIC)；nanowirewaveguide；add／dropfilter；modulator；opticalswitch1引言米，宽度和高度也有几微米到几十微米。这样的尺寸显然不能满足大规模光子集成回路的要求。在高在高速率、大容量光通信网络和光互联应用中，折射率差系统如SOI(An一2)中，波导对光场限制大

6、规模硅基光子集成回路(PIC)因其在性能和成本作用增强，使得波导的横截面尺寸能够大大缩减。方面的优势逐渐成为一个最佳的解决方案。采用在同时，随着工艺技术的改进，2005年CMOS工艺生微电子领域占有绝对统治地位的硅基材料，人们已产线的线宽已经达到90nm，其制作精度也达到了经能够成功实现光的传输、调制、开关、探测等基本1～10nm。因此，将波导的尺寸降低到亚微米量级功能。近年来又取得了几项突破性进展，如Intel成已经可以实现。对于进入这个尺寸范围的光子学器功研制出硅基高速电光调制器l_】和Raman激光件，我们可以称为纳米光子学器件

7、，国际上也形象地器l_2]，使得硅基光子学的发展上了一个新的台阶。把这个尺寸范围的波导称为“纳米线(nanowire)”或现有光子器件的长度通常有几百微米到几厘“光子线(photonicwire)列波导。收稿日期：2006—09～27．本文主要介绍了SOI纳米线波导的模式、损基金项目：国家自然科学基金资助项目(60577044)耗、偏振特性，并结合目前国际上SOI纳米线波导·5·维普资讯http://www.cqvip.comSEMICONDUCToR0PT0ELECTR0NICSVo1．28No．1Feb．2∞7的制作水平及其相关器

8、件的最新研究进展，总结了表1单模SO1纳米线波导TE模传播损耗的测量值比较硅基光子学的发展趋势。研究机构高度／损耗／nm宽度／nm(dB／波长／nm制作工艺cm)IBM[9]2204453．6±0．11500EB2SO1