高性能电光调制器作为集成超高宽带光学系统的关键器件，一直是研究的热点，其中有机混合电光调制器充分利用了有机电光（OEO）材料的电光系数高、响应速度快、带宽大、易加工/集成、成本低等优点，引起了人们的广泛关注。本文介绍了一系列具有良好电光活性和热稳定性的高性能有机电光材料，并且介绍了光子晶体-有机混合（PCOH）电光调制器、硅-有机混合（SOH）电光调制器和表面等离激元-有机混合（POH）电光调制器等基于有机电光材料的高性能电光调制器的最新进展。基于OEO材料的高性能集成光子平台是同时实现高速、低功耗、体积小调制器的理想解决方案，为实现低成本、大规模的硅基光电子集成奠定基础。

中央民族大学薄淑晖教授课题组设计合成了一系列具有强给电子体的高性能有机电光分子，将其掺杂到聚合物后电光系数最高可达358 pm/V。此外，采用本组合成的有机电光材料（r33=150 pm/V）来研制硅有机混合电光调制器，通过仿真得到其半波电压长度积（VπL）为0.45 V·mm，带宽达到了70 GHz，展现出了有机电光材料优越的性能。有机电光（聚合物）材料在表面等离激元有机混合电光调制器方面展现出了突出优势，将有机电光材料超高电光系数和等离激元特性相结合，使调制器尺寸缩短至几十微米，带宽达到500 GHz成为现实，与CMOS兼容有望实现真正的光电混合集成。

该文章以题为“Organic electro-optic polymer materials and organic-based hybrid electro-optic modulators”发表在Journal of Semiconductors上。

图1. 具有较强电子给体的有机电光分子。

图2. (a) 高速POH相位电光调制器；(b) 马赫-曾德尔干涉仪结构的POH强度电光调制器；(c) 无硅波导的全等离子体POH电光调制器；(d) 低损耗微环结构POH电光调制器。

文章信息：

Organic electro-optic polymer materials and organic-based hybrid electro-optic modulators

Yan Wang, Tongtong Liu, Jiangyi Liu, Chuanbo Li, Zhuo Chen, Shuhui BoJ. Semicond. 2022, 43(10): 101301 doi: 10.1088/1674-4926/43/10/101301

Full Text: http://www.jos.ac.cn/en/article/doi/10.1088/1674-4926/43/10/101301

来源：半导体学报公众号