中心博士生韩昌灏等关于硅基调制器抗辐射效应的文章“Proton radiation effects on high-speed silicon Mach-Zehnder modulator for space application”近期发表在SCIENCE CHINA Information Sciences期刊上。

在本工作中，面向未来空间应用，首次成功开展硅基马赫曾德尔调制器的抗质子辐射实验，研究了硅基调制器在空间应用中的抗质子辐射性能，展示了器件性能随辐射注量阶梯式上升呈现的变化。质子是空间环境中含量最高的辐射粒子，研究质子辐射对空间应用的意义巨大。本研究中采用能量为3MeV，三种梯度注量的质子，用来模拟航天器中的器件在空间高辐射环境中连续工作数十年的工作状态。

实验结果说明硅基调制器对质子辐射非常敏感，调制效率在辐射后显著降低，降低程度随注量上升明显增大；数据传输实验中的眼图变化响应与调制效率相对应，随着辐射注量上升，调制器工作状态从仍旧工作转为临界状态，最后完全失效。同时，根据仿真与实验的结果对质子辐射的机理进行了分析，质子辐射会同时引起位移损伤与电离损伤，从而显著降低硅基调制器性能。

作为硅基光电子技术在空间领域实际应用的重要探索，本研究首次成功开展硅基调制器的抗质子辐射实验，器件性能随着辐射注量上升明显降低。实验中所采用的不同辐射注量产生的实验现象存在明显的递进规律，呈现出了器件不同的工作状态。该工作对实际的空间应用具有重要意义，可为硅基光电子技术在航空航天等领域的部署提供重要参考价值。

上述工作的主要合作者包括北京大学物理学院付恩刚教授，北京大学集成电路学院何燕冬研究员。该工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京科委重点研发计划等项目的支持。

论文原文链接：

https://www.sciengine.com/SCIS/doi/10.1007/s11432-022-3556-0

文章链接：

https://doi.org/10.1364/OL.459876