Исследование новых материалов, способов и схем построения сверхвысокочастотного интегрального электрооптического модулятора для информационно-телекоммуникационных систем следующих поколений

Проект направлен на решение задачи разработки новых подходов к квантовому дизайну и оптимизации конструкции абсорбционного оптического модулятора на множественных квантовых ямах, на подложке InP.Модулятор телекоммуникационного диапазона C/C+L (1.5 мкм) является ключевым активным элементом для преобразования высокочастотного электрического сигнала в модулированное инфракрасное излучение, применяется во всех ключевых системотехнических решениях микроволновой радиофотоники. Создание фотонных интегральных схем невозможно без высокоэффективного и компактного модулятора. В России пока не имеется подходов к проектированию и технологии изготовления абсорбционных модуляторов в интегральном исполнении, обеспечивающих частоты функционирования до 40 ГГц и выше. Разработка таких подходов и является целью данного проекта.Междисциплинарность стоящих задач обусловлена необходимостью привлечения как теоретико-расчетных моделей, описывающих электрооптический эффект, зонные свойства гетероструктуры InAlGaAs/InGaAsP со множественными квантовыми ямами, с учетом квантовых эффектов Штарка и Франца-Келдыша, расчет управляемого электрическим полем оптического поглощения и частотной дисперсии. С технологической стороны, реализация задачи связана с разработкой и адаптацией технологий изготовления гребневых волноводов, узлов ввода-вывода, расчета электромагнитного согласования СВЧ электрического сигнала. Будут также проведено системотехническое моделирование ограничивающих полосу модуляции паразитных эффектов при конструировании СВЧ линии передачи, провести параметрическую оптимизацию ее топологии и рассчитать специализированные характеристики линейности электрооптического преобразования в СВЧ диапазоне. Задача проекта относится к рубрике - многослойные и наноструктуры, материалы с пониженной размерностью (2D-материалы) для эффективного детектирования ИК-излучения, усиления сигнала и конверсии в видимый и ближний ИК диапазоны.Оптимизация слоев и состава квантовой структуры позволит снизить размеры модулятора и повысить его рабочую частоту. Разработанные подходы к технологиям монолитной интеграции в фотонные интегральные схемы позволят обеспечить существенный задел для формирования отечественных радиофотонных систем