新型高速电光调制器

介绍了目前高速长距离光纤通信中常用的电光调制器的原理、结构和应用。目前半导体调制器的研究日趋成熟,性能不断改善。有机聚合物电光调制器被公认为是最具潜力的高速光通信调制器,正成为人们关注的焦点。

1064 nm低电压薄膜铌酸锂电光调制器

低半波电压电光调制器是实现大规模光电集成的关键。文章提出了一种半波电压低于1.5 V的薄膜铌酸锂马赫-曾德尔(Mach-Zehnder,MZ)电光调制器,选用绝缘体上单晶薄膜铌酸锂材料作为设计基础,分析了直波导、多模干涉耦合器、弯曲波导和调制臂等结构对电光调制器的影响。结果表明,当调制臂长为3 mm时,该薄膜铌酸锂电光调制器具有1.05 V的低半波电压、0.319 dB的低损耗和27 dB的高消光比。同时,该调制器半波电压长度积为0.315 V·cm,调制效率高,具有与CMOS技术兼容的半波电压,有利于大规模光电集成。

BaTiO_(3)薄膜的制备及其在电光调制器的应用

BaTiO_(3)凭借其较高的电光系数、优良的压电性质和非线性光学性质,成为制备高性能电光调制器的关键材料。其制备方法、实验条件和衬底的选择等决定了薄膜的质量、生长取向和电光系数等,进而影响电光调制器的传播损耗、半波电压、消光比等性能。本文从电光调制器的工作原理出发,围绕BaTiO_(3)薄膜的制备方法、实验条件和薄膜衬底等,探讨了成膜的取向和质量的影响因素,分析了各个BaTiO_(3)薄膜制备方法的优缺点,论述了波导的结构及参数,并展望了未来优化BaTiO_(3)薄膜制备和波导制作工艺的方向。

一种基于薄膜铌酸锂调制器芯片的新型电光调制器

针对传统铌酸锂电光调制器体积大、带宽小等技术问题,提出了一种基于薄膜铌酸锂调制器芯片的新型电光调制器的设计方法,给出了薄膜铌酸锂电光调制器高频传输仿真模型,详细介绍了薄膜铌酸锂电光调制器的高频信号馈入设计、过渡薄膜基板高频阻抗匹配设计,并测试了40 GHz小尺寸薄膜铌酸锂电光调制器的核心指标。测试结果表明:设计的薄膜铌酸锂电光调制器插入损耗、半波电压、3 dB带宽、产品尺寸分别为4.1 dB、3.9 V、40 GHz、30 mm×10 mm×5 mm,比传统铌酸锂电光调制器性能优越。

瑞利布里渊光时域分析系统中电光调制器的理论模型与实验研究

瑞利布里渊光时域分析系统能够以非破坏性方式实现单光源、单端工作,利用强度型电光调制器同时调制脉冲基底和脉冲信号是获得该系统所需连续光和脉冲光的关键技术.本文理论分析、仿真和实验研究了一种将脉冲信号输入到电光调制器偏置端、微波信号输入到电光调制器射频端同时调制脉冲基底和脉冲信号的新调制方法,探讨了电光调制器用于瑞利布里渊光时域分析系统时的最佳工作点问题.结果表明,当调制脉冲基底和脉冲时分别将电光调制器偏置在传输曲线的谷点和峰点,并根据实际系统的组成和性能指标要求选择合适的微波调制信号幅度,可获得满足瑞利布里渊光时域分析系统要求的连续光和脉冲光.本文的研究结果为瑞利布里渊光时域分析系统的最佳化设计提供了理论依据.

电光调制器自适应偏振控制系统设计与实现

为了保持电光调制器(EOM)输入光偏振方向始终与其内部可传播模式偏振方向一致,使EOM获得良好的调制效果,提出了一种基于比例-积分-微分(PID)算法的EOM自适应偏振控制方法,理论分析并实验验证了该方法的可行性。实验结果表明,基于该方法设计的控制系统不仅能实时监测EOM输出光功率,而且能保持其输出光功率最大;与激光器和EOM输入端直接用保偏光纤连接时相比,PID偏振控制下EOM输出平均功率提高了3.08 d B,PD输出电压标准差由0.121 4降至1.237 5×10-4,稳定控制状态下偏振态矫正时间在ms量级。

绝缘体上硅微环谐振腔电光调制器的分析与最优设计

针对高频电光调制器的应用需求,提出了一种基于绝缘体上硅微环谐振腔的P-I-N型电光调制器.利用散射矩阵法描述了微环谐振腔谐振特性机理,结合等离子体色散效应中载流子浓度对硅有效折射率变化的影响,系统分析了微环谐振腔电光调制器的理论模型.在此基础上,利用Rsoft仿真软件对脊型波导截面光场分布进行了仿真分析,得到了光场局域性能较优的脊型纳米波导微环谐振腔设计;结合Sentaurus TCAD仿真软件对不同掺杂浓度下的P-I-N型二极管性能进行了仿真计算,理论得出了Q值仅为5×103时频移量达58.74GHz的微环谐振腔最优电光调制器结构,为电光调制器的深入研究提供了理论参考.

通信用高功率高速率LiNbO_3电光调制器

由于光波通信比无线电通信具有诸多优点,日益成为当前研究热点。以用于自由空间光通信的高功率、高速率电光调制器为主要研究对象,从LiNbO3横向电光调制理论基础入手,对电光调制晶体调制器件的设计进行了讨论,并设计出了高功率高速率LiNbO3电光调制器,满足了最大输出光功率为150 mW,总的激光利用效率为10%的技术指标,最后对电光调制器分别在室内18 m、室外6.4 km进行了信号传输能力测试。

任意偏置点的电光调制器自动偏置控制方法

为了实现对双电极马赫-曾德尔电光调制器任意直流偏置点的自动偏置控制,采用在闭环控制基础上,引入一个可调移相器使不同直流偏置点处误差信号相同的方法,理论分析了可调移相器相移量与直流偏置相位的关系,仿真得到对于不同偏置点,当调制器直流偏置相位漂移达-0.15rad～0.08rad,移相器引入附加相位漂移-0.55rad～0.55rad时,经偏置控制后相位漂移被限制在-3.0×10-4rad～1.7×10-4rad范围内。结果表明,该方法有效实现了对电光调制器任意直流偏置点的自动偏置控制。

新型结构超宽带LiNbO_3电光调制器的优化设计

采用有限元软件对新型结构的铌酸锂电光调制器进行了优化设计分析表明,采用脊波导和T型电极相结合的方式,能在保持高的特征阻抗的同时有效的实现相速匹配和有效降低电极损耗,从而较好的提高器件性能,是一种比较有潜力的调制器利用优化结果,给出一种带宽达153GHz,半波电压为8.55V。

新型极化聚合物薄膜电光调制器研究

用对硝基偶氮苯类为侧链的键合型聚合物,采用高温电晕极化的方法制作电光薄膜,设计并构造极化聚合物薄膜电光调制器。当通光方向和极化方向平行并且垂直于极化聚合物薄膜的表面时,利用法布里 帕罗(F P)腔中多光束干涉,可以把通过的光由位相调制转化为强度调制,有利于电光调制器的小型化和高速封装。用这种聚合物薄膜电光调制器测量了铟锡氧化物共面波导上的电信号,并对系统的工作原理进行了分析。实验结果表明,薄膜调制器具有线性电光效应;当F P腔的精细因子为20(对1 3μm的光),调制电场为1V/μm时,研制的极化聚合物电光调制器的调制深度可达到0 01%。

高速LiNbO_3电光调制器的最新研究进展

综述了高速LiNbO3电光调制器的最新研究进展。重点介绍了近年来国外对调制器结构和工艺的改进,并报道了两种新结构形式的LiNbO3调制器。对高速LiNbO3调制器的商用化状况进行了概述,并对其在国内的研究方向提出了建议。

键合型有机/无机杂化材料加载条形波导电光调制器

相对于普通的有机/无机杂化材料,侧链键合型有机/无机杂化材料能提高生色团的掺杂浓度,避免出现结晶、相分离等现象,同时生色团极化有序性的弛豫因生色团运动受阻而降低,具有较高的热稳定性.本文采用溶胶凝胶法合成了一种性能优良、稳定的侧链键合型有机/无机杂化材料,并将这种材料应用于电光调制器的电光层,利用传统的半导体工艺,采用加载条形波导结构,成功制备了马赫-曾德尔(Mach-Zehnder,M-Z)型电光调制器.测试得到电光调制器在1 550 nm波长下10 kHz的响应信号,为键合型杂化材料应用于光电器件的进一步研究打下了基础.

高速聚合物电光调制器的进展

文中介绍了高速聚合物电光调制器的最新进展 ,包括电光调制器脊波导和微带线行波电极的设计、制作工艺及现在的最新产品和在军事领域中的应用。

衰减全反射电光调制器的实验研究

研究事件空间中完整力学系统在群的无限小变换下的形式不变性,给出不变性的定义和判据.研究形式不变性导致守恒量的条件以及守恒量的形式.举例说明结果的应用.

基于长周期光栅的有机聚合物高速电光调制器

结合长周期光栅的特性和有机聚合物的优点,首次提出了一种新型的基于长周期光栅的有机聚合物高速电光调制器结构。应用多层光波导理论,分析计算了聚合物折射系数变化与长周期光栅谐振波长的关系。在此基础上进行了模拟实验,结果表明理论分析与实验基本一致。

金属纳米线阵列表面等离子体电光调制器

基于表面等离子体共振(SPR)技术,设计了一种具有较高调制系数的金属纳米线阵列电光调制器结构.通过改变驱动电压使反射谱的反射率发生变化,实现电光调制.利用时域有限差分(FDTD)法对金属纳米线阵列层和缓冲介质层的参数进行优化配置,并研究了其结构参数对反射谱反射率的影响。结果表明:当金属纳米线直径为34 nm、缓冲介质层厚度为1600 nm时,电光调制器的模式耦合能力达到最强;随着驱动电压的逐渐增加,反射光谱的全吸收峰出现明显的右移;通过调节加载在电极上的驱动电压可实现电信号对光信号的电光调制.

反常声电光调制器

介绍了一种新型反常声电光调制器，它可以用电光效应实现激光强度的调制，而使用声光效应来控制调制光的偏转方向。也可以用声光效应实现激光强度的调制，而用电光效应来控制器件的中心频率。器件的性能更加灵活。

全光纤聚合物电光调制器

设计了一种新型的基于长周期光纤光栅的全光纤聚合物高速电光调制器。应用多层光波导和耦合模理论,分析了这种调制器中长周期光栅的谐振波长随施加在聚合物上调制电压的变化。得出在电压仅为8V时对长周期光栅谐振波长的调制就可达到20nm。

有机极化聚合物材料及电光调制器件

有机极化聚合物材料是一类新型的功能高分子材料,在光电子及集成光学方面具有诱人的应用前景,其电光调制器件已接近实用化。本文综述了有机极化聚合物材料、极化聚合物体系及电光调制器件的研究进展,并指出它们存在的问题和发展方向。