Исследовательские испытания экспериментальных образцов модуляторов и обобщение результатов работы

Исследованы полупроводниковые радиофотонные компоненты: фильтры, линии задержки, разветвители, объединители и другие пассивные компоненты, а также многоэлементные фотонные интегральные схемы. Цель исследования - разработка экспериментальных образцов сверхвысокочастотных модуляторов на наноразмерных полупроводниковых структурах совместно с устройствами оптического ввода/вывода; выбор оптимальной полупроводниковой структуры для проведения дальнейших опытно-конструкторских и технологических работ, постановки в производство; создание научно-технического задела для формирования полупроводниковых радиофотонных компонентов (фильтры, линии задержки, разветвители, объединители, другие пассивные компоненты и многоэлементные фотонные интегральные схемы). Установлены закономерности изменения функциональных характеристик кольцевых микрорезонаторов на подложках InP от физико-конструктивных параметров волновода (радиуса кольцевого волновода, величины зазора между кольцевой и прямолинейной частями и показателя преломления в зазоре). Предложена модель устройства ввода-вывода света посредством дифракционной решетки волноводной структуры на основе фосфида индия, позволяющая повысить эффективность данного процесса в шесть раз. Разработана физико-топологическая модель согласования профилей электромагнитных полей в кварцевом волноводе круглого сечения с волноводом прямоугольного сечения на подложке InP, позволяющая значительно уменьшить оптическое ограничение вдоль вертикальной оси. Разработана физико-топологическая модель линейного тейпера, оптимизированная по величине эффективного преобразования основной моды сигнала. Предложена модель распределения зарядов и оптических характеристик макетов модуляторов на основе кремниевых p-i-n структур, p-n-переходов и кремниевых емкостных структур. Эффективность использования полупроводниковых радиофотонных компонентов заключается в обеспечении госструктур, стратегических отраслей, банковских структур и населения современными средствами телекоммуникаций и связи, в том числе мобильной, наземной и космической, при кардинальном, на несколько порядков, увеличении объема и скорости (100 Гбит на канал и выше) передачи цифровой и аналоговой информации. На основе проведенных исследований могут быть реализованы опытно-технологические и опытно-конструкторские работы, направленные на организацию серийного производства радиофотонных компонент. Результаты работы обсуждались и были переданы индустриальному партнеру ОАО «ОКБ Планета» для дальнейшего их использования в производстве полупроводниковых приборов на основе соединений нитрида галлия и алюминия.