[发明专利]一种基于表面等离子定向耦合式电光调制器

说明书

本发明公开了一种基于表面等离子定向耦合式电光调制器，所述基于表面等离子定向耦合式电光调制器包括二氧化硅基底、第一硅波导、第二硅波导、激活块和Au电极，所述第一硅波导与所述二氧化硅基底固定连接，并位于所述二氧化硅基底上表面，所述第二硅波导与所述二氧化硅基底固定连接，并位于所述第一硅波导一侧，所述激活块与所述第二硅波导固定连接，并位于远离所述第一硅波导一侧，所述Au电极与所述激活块固定连接，并位于所述激活块之中，且位于靠近所述第二硅波导一侧，其中，所述第二硅波导为L型硅波导，适用于ORNoC拓扑结构的片上光网络，并且提高调制速率。

技术领域

本发明涉及光电调制器技术领域，尤其涉及一种基于表面等离子定向耦合式电光调制器。

背景技术

随着单芯片上集成内核的数量逐渐增加，NoC(NETWORK-on-CHIP)成为下一代多核和众核处理器片上互连的关键技术，内核之间借鉴了宏观网络互连方式进行相互交换数据，有效地提高了总通信容量，有效解决了总线结构的延迟和时钟同步问题，然而片上电互连仍然存在功耗大、带宽有限、电磁干扰严重、通信延迟和相互串扰的问题。因此，随着片上硅基光电子技术的提高，片上能够集成更多的光电子器件，光片上网络的提出，有效地解决了上述问题，并且提出了一系列的光片上网络拓扑结构，如mesh、Torus、Octagon和它们的3D拓扑结构，这些结构在在成千上百的内核处理器上十分有优势，然而在一些通信需求数据量较大且实时性要求很高的场合，在路由预约和转发情况下，这种拓扑结构并不能很好地满足要求，近年来SPPs器件吸引的大量学者们对其进行研究，并提出了利用ITO激活材料设计了一些SPPs电光调制器，例如一种基于定向耦合技术的等离子超快电光调制器，调制速率高达1Tbit/S，消光比ER为9.14dB，插入损耗IL低于1dB；一种双槽电光调制器，工作在1550波长时，实现了更低的IL和更高的调制效率分别为0.37dB和14.4dB和利用双ITO激活材料薄膜实现了增强型高速电光调制器，其调制效率为0.5dB/μm，插入损耗IL为2dB。上述电光调制器在实验结果中表现出了优异的性能参数，但是，遗憾的是，上述所设计的电光调制结构都为直通式电光调制器，没有考虑在类似于ORNoC拓扑结构的光片上网络应用的情况，该类电光调制器在ORNoC拓扑结构的光片上网络中无法得到很好的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于表面等离子定向耦合式电光调制器，适用于ORNoC拓扑结构的片上光网络，并且提高调制速率。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于表面等离子定向耦合式电光调制器，所述基于表面等离子定向耦合式电光调制器包括二氧化硅基底、第一硅波导、第二硅波导、激活块和Au电极，所述第一硅波导与所述二氧化硅基底固定连接，并位于所述二氧化硅基底上表面，所述第二硅波导与所述二氧化硅基底固定连接，并位于所述第一硅波导一侧，所述激活块与所述第二硅波导固定连接，并位于远离所述第一硅波导一侧，所述Au电极与所述激活块固定连接，并位于所述激活块之中，且位于靠近所述第二硅波导一侧，其中，所述第二硅波导为L型硅波导。

其中，所述激活块包括第三HfO₂层、第二Au层、第二HfO₂层、第一ITO层、第一HfO₂层和第一Au层，所述第三HfO₂层与所述Au电极固定连接，并位于所述Au电极外侧，所述第二Au层与所述第三HfO₂层固定连接，并位于远离所述第二硅波导一侧，所述第二HfO₂层与所述第二Au层固定连接，并位于远离所述第三HfO₂层一侧，所述第一ITO层与所述第二HfO₂层固定连接，并位于远离所述第二Au层一侧，所述第一HfO₂层与所述第一ITO层固定连接，并位于远离所述第二HfO₂层一侧，所述第一Au层与所述第一HfO₂层固定连接，并位于远离所述第一ITO层一侧。