| 講演抄録/キーワード |
| 講演名 |
2021-10-22 16:30
キャリア空乏マッハ・ツェンダ型シリコン光変調器における位相シフタのコンパクトモデルの提案ならびにパラメータ抽出 ○村尾覚志・牛田 淳・高橋博之・徳島正敏・椎名明美・堀川 剛(光電子融合基盤技研) OCS2021-18 OPE2021-38 LQE2021-17 |
| 抄録 |
(和) |
光デバイスにおける検査工程はエレクトロニクスと大きく異なり,シリコンフォトニクスにおける検査時間の削減は大きな課題となっている.本発表では,プッシュプル駆動キャリア空乏マッハ・ツェンダ(MZ)型シリコン光変調器の位相シフタに対して,光変調器の消光比,吸収損失,チャープパラメータを見積もるためのコンパクトモデルを提案している.本モデルは,電圧依存性を持つ変調効率と実効屈折率虚部の作製ばらつきをパラメータとして反映できる形式を有し,各特性を煩雑でなく直観に反しない数式で表現する.パラメータは短時間で取得可能なDC測定を用いて抽出できることから,本モデルを用いることによる検査時間の削減が期待できる.ここではまず,本モデルの構築において新たな変調効率の提案とその近似を用いることによって,従来の変調効率を用いた場合に煩雑で直観的でない形式となっていたのを解決できることを示す.また,変調効率ならびに実効屈折率虚部の電圧特性がアーム間で等しい場合に僅かに正チャープとなる実験報告を説明できることを示す.さらに,本モデルを300-mm SOIウェーハ上の64個のダイに適用してパラメータ抽出を行った結果を示し,与えられた様々な電圧条件に対して変調器特性を見積もることができることを示す. |
| (英) |
Testing processes in silicon photonics are totally different from electronics and reduction of testing time has been an major issue. In this paper, a compact model of optical phase shifters is constructed for carrier-depletion Mach-Zehnder (MZ) silicon modulators in the push-pull regime. The target characteristics of the extinction ratio (ER), absorption loss, and chirp parameter are suitably expressed in terms of parameters representing the voltages-dependent modulation efficiency (ME) and the imaginary part of effective index with simple forms. The parameters reflecting manufacturing variability can be extracted from the no time-consuming DC measurements, realizing the testing in a short time. The theoretical concept relies on the proposal of a generalized form of the large-signal ME and its beneficial approximation for the model construction, where the conventional small- and large-signal definitions cannot be applied to the model construction or lead to cumbersome and non-intuitive formulation. It is shown that the constructed model suitably explains the physics and the reported experimental results for the slightly positive chirp characteristics of balanced phase shifters. Moreover, a parametric extraction applying the model is demonstrated in the C-band wavelength on a 300-mm SOI wafer. |
| キーワード |
(和) |
ウェーハレベルテスト / コンパクトモデル / シリコン光変調器 / 変調効率 / / / / |
| (英) |
Wafer-level testing / Compact model / Silicon modulator / Modulation efficiency / / / / |
| 文献情報 |
信学技報, vol. 121, no. 214, OPE2021-38, pp. 27-32, 2021年10月. |
| 資料番号 |
OPE2021-38 |
| 発行日 |
2021-10-15 (OCS, OPE, LQE) |
| ISSN |
Online edition: ISSN 2432-6380 |
著作権に ついて |
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OCS2021-18 OPE2021-38 LQE2021-17 |