電吸收調(diào)制器

　　電吸收調(diào)制器（EAM，Electro Absorption Modulator）是利用半導(dǎo)體中激子吸收效應(yīng)制作而成光信號(hào)調(diào)制器件。因其具有響應(yīng)速度快，功耗低的特點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于高速光纖通信中信號(hào)的調(diào)制編碼。

　　近年來全球很多實(shí)驗(yàn)室在研究利用EAM強(qiáng)非線性，用于實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)變換、時(shí)鐘提取、快速全光邏輯門等全光信息處理。

　　EAM的基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)PIN結(jié)構(gòu)，其中N區(qū)部分是交替生長(zhǎng)的多層結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于光學(xué)增反膜堆。每層的折射率和厚度根據(jù)中心波長(zhǎng)按光學(xué)增反膜堆設(shè)計(jì)，依靠應(yīng)變超晶格結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)與襯底間的晶格匹配。I區(qū)部分為多量子阱（MQW）結(jié)構(gòu)。它是利用量子限制的斯塔克效應(yīng)，人為制作出的一種性能獨(dú)特的吸收材料。主要表現(xiàn)為吸收邊陡峭，熱穩(wěn)定性良好，而且外加合適的反向電場(chǎng)時(shí)，激子吸收峰會(huì)明顯的向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，外電場(chǎng)取消后吸收光譜又能可逆的還原。這種材料是通過設(shè)計(jì)多量子阱結(jié)構(gòu)的阱和壘的組分和厚度以及周期數(shù)來實(shí)現(xiàn)的，這就是通常所說的“能帶工程”。其賴以實(shí)施的手段是補(bǔ)償應(yīng)變超晶格生長(zhǎng)。通常構(gòu)成塊狀異質(zhì)結(jié)的外延層必需保持與襯底材料的晶格匹配，而晶格匹配要求外延層有特定的組分，偏離此特定組分的生長(zhǎng)就會(huì)在外延層中形成晶格缺陷。量子阱結(jié)構(gòu)出現(xiàn)后，壓應(yīng)變量子阱結(jié)構(gòu)可以有效地提高III-V族半導(dǎo)體激光器的性能，如較低的閾值和較高的輸出功率、高調(diào)制速率以及更好的溫度穩(wěn)定性等。在一定的應(yīng)變范圍內(nèi)，應(yīng)變力可以維持外延層內(nèi)不出現(xiàn)晶格缺陷，這就為選擇材料的組分以獲得更好的器件性能提供了新的自由度。但是應(yīng)變量子阱多層應(yīng)變的積累厚度存在一個(gè)臨界限度。后來又發(fā)展了應(yīng)變補(bǔ)償技術(shù)，即在應(yīng)變量子阱的生長(zhǎng)過程中既生長(zhǎng)壓應(yīng)變層也生長(zhǎng)張應(yīng)變層，來降低凈應(yīng)變，以增加MQW的總厚度和提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。