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清华大学学报（自然科学版） 2002年第1期42卷 4-6页

作者：易鸿吴伯瑜周伟勤李琰斐阳辉张兵彭吉虎清华大学电子工程系北京100084

调制器频率响应的测量 ,在调制频率大于 5 0 Hz的情况下 ,用扫频法很难进行。该文提出了一种利用光谱仪测量 mach- zehnder(m- z)电光调制器调制指数的频率响应的方法。通过调制器的直流特性 ,以及在一定的驱动功率和频率下 ,改变调制... 详细信息

调制器频率响应的测量 ,在调制频率大于 5 0 Hz的情况下 ,用扫频法很难进行。该文提出了一种利用光谱仪测量 mach- zehnder(m- z)电光调制器调制指数的频率响应的方法。通过调制器的直流特性 ,以及在一定的驱动功率和频率下 ,改变调制器的偏置点得到的相应的输出光谱 ,求解方程组得出该频率和功率下调制器的调制指数 Γ1 δ+Γ2 δ。按照该文提出的测试方法 ,对几组相同调制频率 ,不同输入功率下的输出光谱进行测试 ,并将测试结果与理论结果进行比较。

关键词： m-z电光调制器调制指数光谱分析仪频率响应测量原理输出功率输出光谱

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基于S型Y分支波导的石墨烯m-z电光调制器设计

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半导体光电 2021年第2期42卷 179-184页

作者：周勇陆荣国吕江泊沈黎明林瑞刘永电子科技大学光电科学与工程学院成都611731

利用COmSOL软件设计了一种基于S型Y分支SOI脊波导的石墨烯m-z电光调制器,并对Y分支波导曲率半径、相位臂长度、芯层间距和输入输出直波导长度等结构参数对调制器的影响进行了分析。在此基础上对电光调制器的性能指标进行了计算和优化,... 详细信息

利用COmSOL软件设计了一种基于S型Y分支SOI脊波导的石墨烯m-z电光调制器,并对Y分支波导曲率半径、相位臂长度、芯层间距和输入输出直波导长度等结构参数对调制器的影响进行了分析。在此基础上对电光调制器的性能指标进行了计算和优化,最终设计出了3dB带宽为143GHz、消光比为15.05dB的硅基石墨烯m-z电光调制器。

关键词：石墨烯 m-z电光调制器 S型Y分支波导绝缘体上硅脊形波导

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单晶铌酸锂薄膜调制器研究

单晶铌酸锂薄膜调制器研究

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作者：杨小妮电子科技大学

学位级别：硕士

商用电光调制器多为块材结构,器件体积较大且集成度较低,当器件尺寸相对较大的时候,电光调制器的半波电压会很高,功率损耗较大,而薄膜电光调制器具有体积小、功耗低、经济高效、能满足长远的性能需求等多方面的优势。本文以单晶铌酸锂(L... 详细信息

商用电光调制器多为块材结构,器件体积较大且集成度较低,当器件尺寸相对较大的时候,电光调制器的半波电压会很高,功率损耗较大,而薄膜电光调制器具有体积小、功耗低、经济高效、能满足长远的性能需求等多方面的优势。本文以单晶铌酸锂(LiNbO)薄膜电光器作为研究对象,首先优化了m-z型电光调制器的光学组成部分光分支器的结构;其次,对基于铌酸锂薄膜的m-z型电光调制器进行了仿真优化设计,电极为共面波导(CPW)结构,以减小半波电压。主要研究成果如下:1、铌酸锂光波导模式仿真m-z电光调制器在光波导的传输为单模模式,本文利用有限元软件对铌酸锂薄膜脊形波导模式仿真,确定了膜厚为450 nm铌酸锂薄膜脊形光波导的单模传输尺寸。结果显示,在脊宽为1μm的条件下,刻蚀深度为350 nm比刻蚀深度为150nm的脊形波导中传输E(quasi-TE)模式的光场更加稳定,光场模式半径更小且光功率更加集中,因此单模传输脊形光波导刻蚀深度为350 nm。2、铌酸锂光分支器的仿真建模研究为了降低光分支器的传输损耗并提高器件集成度,本文采用有限元仿真软件研究了基于单晶铌酸锂(LiNbO)薄膜材料的Y型、双圆弧型、余弦型、上升反正弦型光分支器在不同结构条件下的性能,结果表明余弦型-光分支器在实现较小的集成度和较低的光传输损耗方面具有明显的优势。当分支器末端距离G为15μm,弯曲长度L取值为20μm时余弦型-光分支器可以实现传输损耗较低且集成密度较高。根据仿真结果,最后完成了光分支器掩膜版图的绘制。3、m-z型电光调制器的仿真建模研究通过对m-z型电光调制器电极参数进行综合仿真优化,完成了电光调制器的微波波速与光波波速相匹配、以及行波电极的特性阻抗与50Ω匹配,实现了调制器较小的半波电压,其中微波频率为20 GHz,电极长度为1 cm。结果表明当缓冲层厚度为2.2μm、电极厚度为2.5μm、电极间距为4μm、源电极宽度为16μm时,微波有效折射率为1.7955,能与光波有效折射率1.7994匹配,电极的特性阻抗为47.955Ω,调制器的半波电压为4.35 V。其次,本文根据仿真设计,提出了一种易于实现电光波速匹配的方法,即在埋层添加两侧的空腔和中心空腔,三个空腔结构的高度不高于埋层厚度且宽度不小于上方对应的电极宽度,使得电光调制器在更高的电带宽更容易实现电光波速匹配,从而使通信速率更快,且不会导致半波电压的增加。4、光分支器的光学测试分别对Y型、双圆弧型、余弦型、上升反正弦型四种结构的光分支器进行光学测试。将测试分支器的插入损耗与仿真数据的传输损耗对比分析,得到余弦型-光分支器结构较好,当G=15μm时,余弦型-光分支器L参数取值为20μm能实现传输损耗较低且集成密度较高,从而证实了仿真数据基本正确。

关键词：铌酸锂有限元共面波导光分支器 m-z电光调制器

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低半波电压马赫—曾德尔电光调制器的研究

低半波电压马赫—曾德尔电光调制器的研究

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作者：张赛天津工业大学

学位级别：硕士

马赫-曾德尔（mach-zehnder,m-z）结构电光调制器作为光子集成技术中的一种关键器件,在信号传输过程中发挥着重要作用。研究低半波电压、低插入损耗和高集成度的非线性光学电光调制器对光电子集成技术的发展有着重要研究价值。本论文的... 详细信息

马赫-曾德尔（mach-zehnder,m-z）结构电光调制器作为光子集成技术中的一种关键器件,在信号传输过程中发挥着重要作用。研究低半波电压、低插入损耗和高集成度的非线性光学电光调制器对光电子集成技术的发展有着重要研究价值。本论文的主要工作结合国家自然科学基金、天津市重点研发计划等项目的研究内容与研究目标开展。结合不同种类的非线性聚合物材料以及无机材料的光学特性,对不同类型的m-z电光调制器进行了结构设计和工艺开发,并对所设计的器件进行了工艺制备和光学测试。本文主要的研究内容如下:（1）研究了传统型、不等臂型和慢光调制型的马赫-曾德尔结构硅基电光调制器,利用波束传播法和时域有限差分法,详细设计了应用于硅基电光调制器的1×2分束器,分支波导,调制臂波导和2×1合束器。研究结果表明,传统型、不等臂型和慢光调制型的硅基马赫-曾德尔电光调制器的半波电压分别为2.4 V、2.2 V和2.1 V,器件的光学损耗分别为-2.46 d B,-1.61 d B,-3.84 d B,器件的核心尺寸分别为450μm×2800μm,160μm×700μm,160μm×420μm。基于中国科学院微电子研究所ImECAS硅光子平台对三种类型的硅基马赫-曾德尔电光调制器进行了版图设计。（2）研究了基于m-z结构的聚合物电光调制器,设计了一种基于聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane,PDmS）为衬底的柔性聚合物电光调制器,选择环氧树脂基光刻胶（SU-8）作为主体材料,分散红1（Disperse red 1,DR1）作为生色团,交联型非线性聚合物DR1/SU-8作为波导芯层。研究结果表明,SU-8聚合物m-z电光调制器的半波电压为1.8 V,器件的光学损耗为-1.2 d B,器件核心尺寸为4000μm×22000μm。基于中国科学院纳米技术与纳米仿生研究所SINANO微加工平台对所提出的聚合物电光调制器进行了版图设计。（3）研究了交联型非线性聚合物材料DR1/SU-8的极化工艺,设计并搭建了上下双极板式电极和探针式电极两种机械结构的极化设备,并进行了电晕式极化和接触式极化两种极化方式的工艺试验比较,得到极化电压为7000 V时,采用三段式升温法（阶梯温度分别为60℃,95℃,玻璃态转换温度为130℃）对器件进行电晕极化,极化效率可达73.2%。经测试得出厚度为2μm的DR1/SU-8非线性聚合物薄膜的电光系数可以达到18.3 pm/V。（4）研究了基于m-z结构的非线性聚合物电光调制器的制备工艺,为减少PDmS表面非极性的硅烷基团,克服其疏水性,使用氧等离子体（O plasma）清洗（清洗功率为400 W,清洗时间为5 min）配合硅烷化试剂(体积分数为2%的3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane（GPTmS）与无水乙醇的混合溶液)浸泡处理进行表面修饰改性,显著提升了PDmS表面DR1/SU-8光刻胶的依附性。开发了一套从旋涂、改性、光刻、显影到金属图形化的器件工艺流程。测试结果表明,SU-8聚合物m-z电光调制器的半波电压为2.0 V,器件的光学损耗仅为-2.01 d B,经光波导耦合对准平台测试可以得到明亮的近场输出光斑。

关键词： m-z电光调制器半波电压极化非线性聚合物光子集成

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基于DSP的偏置电压自动控制方法研究

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数字技术与应用 2015年第10期33卷 30-30,139页

作者：杨永维长春理工大学吉林长春130022

近年来,马赫-曾德尔(以下简称m-z)光调制器被广泛应用在光通信,传感器和光信息处理等重要领域。由于马赫-曾德尔光调制器在大功率、高速率光通信系统中,外部环境是影响工作点漂移的主要原因。这就需要外部模块快速、准确、稳定的对偏置... 详细信息

近年来,马赫-曾德尔(以下简称m-z)光调制器被广泛应用在光通信,传感器和光信息处理等重要领域。由于马赫-曾德尔光调制器在大功率、高速率光通信系统中,外部环境是影响工作点漂移的主要原因。这就需要外部模块快速、准确、稳定的对偏置电压进行补偿,以实现工作点的稳定。基于此,提出了一种基于DSP的m-z光调制器偏置电压自动控制方法。

关键词： m-z电光调制器工作点漂移 DSP 偏置电压自动控制

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