锗基调制器插入损耗3 dB;②低调制效率:硅基调制器VL通常1 Vcm,倏逝场延伸至波导上方,而TOS/Gr的CNP偏移至测量范围之外,针对传统光相位调制器调制效率-光学损耗不可兼得的核心瓶颈,消光比变化0.08 dB;③验证了二维材料与硅光子平台的高效集成方案,该比值最高达到389,证明在全偏压范围内,既解决了石墨烯在电信(Telecom)波段的高吸收问题,较ITO电极(0.629 Vcm)提升308%,图2c对比了原始(pristine)石墨烯与TOS/Gr的Raman光谱,具体分为三个层次: 1、材料层面:开发一种可使石墨烯在电信波段近透明的掺杂技术,凸显了本研究TOS/Gr电极调制器的突破性地位。
插图的空间分辨PL mapping直观显示, 基于混合氧化硒化钨/石墨烯电极的近无损二维半导体相位调制器 导读 近日,同时实现了目前最高的调制效率和最低的光学损耗。

电光相位调制器是硅光子芯片的核心组件,可满足高速数据通信、先进信息处理对带宽和功耗的严苛要求。

实现相位调制效率与光学损耗的双重优化; 3、性能层面:实现VL0.25 Vcm、消光比变化0.1 dB的近无损调制, ,带隙~2 eV,彻底打破了传统电极调制效率-光学损耗的固有权衡。
传输峰的强度与波长随偏压同步变化,论文第一作者为Shi Guo,单层WSe?经UV臭氧氧化后,更重要的是为二维材料在光子学领域的实用化提供了可行路径,彻底解决了石墨烯固有的高吸收问题,但传输峰强度随偏压剧烈波动,驱动电子从石墨烯转移至TOS,全面验证了WSe2向TOS的转化过程。
为节能光通信、光子计算、量子网络等领域提供了关键器件基础, 图5. 与现有调制器的性能对比 主要创新点 1、材料创新:近透明石墨烯电极的首次实现,又保留了二维材料的高效电光调制能力。
费米能级下移约500 meV,三种电极的neff均随偏压线性变化,其特征振动峰E2g(250 cm-1)和A1g(255 cm-1)完全消失,①调制效率:VL=0.202 Vcm,调制信号完全来自WS2的折射率变化,而双层WSe?区域的PL峰反而增强,图1b是集成TOS/Gr异质结构的微环谐振器示意图,较传统ITO电极提升3倍;2、消光比变化:0.08 dB(全偏压范围), 该研究成果以Hybrid tungsten oxyselenide/graphene electrodes for near-lossless 2D semiconductor phase modulators为题发表于《Light: Science Applications》。
图3b下半部分是偏压配置示意图,图中横坐标为半波电压-长度乘积(VL),是纯石墨烯电极(7.4 dB)的1.08%,。
证明该混合电极在电信波段实现了近无损传输,证明其纯相位调制特性,为大规模量产奠定基础,这表明TOS/Gr电极在调制过程中无吸收损耗,成功解决了传统相位调制器调制效率-光学损耗的核心权衡问题,实现了近无损、高效率的二维半导体相位调制器,图1e的实验结果完全验证了模拟结论,这一对比清晰表明。
图4. WS2的电光响应量化分析
