در سال های اخیر در حوزه ی مخابرات تقاضا برای پهنای باند بیشتر، افزایش یافته است. در سرعت های بالای انتقال اطلاعات مخابرات مبتنی بر سیم دارای محدودیت هایی است. مخابرات نوری به دلیل نداشتن محدودیت در سرعت های بالا به عنوان جایگزین مناسبی برای مخابرات سیمی در نظر گرفته شد. در سال های اخیر با گسترش فیبر نوری، مخابرات نوری مورد توجه زیادی قرار گرفت. مدولاتورها نقش کلیدی در تعیین پهنای باند لینک های مخابراتی دارند. علاوه بر پهنای باند، با کاهش سایز مدارات الکتریکی، سایز مدارها به عنوان مولفه ی تعیین کننده ای در نظر گرفته شد. در سال های اخیر تحقیقات زیادی در جهت بهبود عملکرد این نوع مدولاتور نوری انجام گرفته است. در این پژوهش تحلیل دینامیکی مدولاتورهای مبتنی بر حلقه ی تشدید با تحلیل سه مدولاسیون شاخص، تلفات و تزویج انجام می شود. با در نظرگرفتن سیلیکون به عنوان ماده ی مورد استفاده در ساختار مدولاتور، آنالیز مدولاتورهای حلقه ی تشدید بر اساس PIN با استفاده از روش تبدیل ساختاری، بررسی و معادلات سه بعدی موج حل می شود. در این پژوهش برای اعتبارسنجی روش استفاده شده، مقادیر انتقال بر حسب ولتاژ محاسبه و نتایج به دست آمده با نتایج آزمایشگاهی مقایسه می شود. در نهایت برای بهبود عملکرد مدولاتور، با استفاده از الگوریتم بهینه سازی فایر فلای، ساختار نوری مدار بهینه می شود. در این مدل با توجه به مسئله ی مصرف توان که با کاهش سایز مدارات و ولتاژ درایو در مدارات VLSI به یک مولفه ی کلیدی در طراحی مدارات تبدیل شده، ساختار در جهت کاهش مصرف توان بهینه می شود. نتایج به دست آمده از این ساختار بهینه با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده و برتری این مدل نسبت به مدل پایه اثبات می گردد. در جهت بهینه کردن قسمت الکتریکی مدولاتور ، با در نظر گرفتن این مسئله که در مدولاتورهای مبتنی بر پیوند PIN طول عمر حامل ها محدود کننده ی پهنای باند هستند، یک ولتاژ بهینه برای داشتن بیشینه ی پهنای باند محاسبه شده است.
