硅光子调制器行波电极研究进展

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作者 江汉 高维宇 +5 位作者 李天文 范永杰 张志群 桂进斌 陈华 方青 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期998-1004,共7页

硅光子调制器是硅基光学链路中重要的电光转换元件,而行波电极作为硅光调制器承载微波信号的关键部分,其性能是决定调制器的调制效率和传输损耗的关键因素。目前,行波电极的设计主要分为共面波导结构(Coplanar Waveguide,CPW)和共面带... 硅光子调制器是硅基光学链路中重要的电光转换元件,而行波电极作为硅光调制器承载微波信号的关键部分,其性能是决定调制器的调制效率和传输损耗的关键因素。目前,行波电极的设计主要分为共面波导结构(Coplanar Waveguide,CPW)和共面带状线结构(Coplanar Stripline,CPS),共面带状线相对于共面波导具有更大的设计匹配范围,但信号屏蔽能力会低于CPW的双接地系统,导致高阶模式激发和多模干涉等问题出现。为优化调制器性能,许多学者提出手指形延伸电极,T型延伸电极,分段电极等形状来优化电极结构,实现阻抗匹配的同时,增强电光相互作用并降低传输损耗。本文综述了国内外学者对于行波电极的研究成果,并对行波电极的发展趋势进行了分析与展望。 展开更多

关键词 光电器件 调制器 硅 行波电极

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基于时域法的单条形InP/InGaAsP-EAM调制器的行波电极的仿真与实验研究 被引量：1

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作者 蔡纯 刘旭 +2 位作者 肖金标 张明德 孙小菡 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期881-885,共5页

行波电极(Traveling wave electrode,TW),是目前广泛采用的一种电极结构,可缩短光载波与调制信号的互作用长度,可有效避免分布电容(Contribution capacity,CR)对调制带宽的限制。基于时域法设计、分析了InP／InGaAsP-EAM调制器行波电极... 行波电极(Traveling wave electrode,TW),是目前广泛采用的一种电极结构,可缩短光载波与调制信号的互作用长度,可有效避免分布电容(Contribution capacity,CR)对调制带宽的限制。基于时域法设计、分析了InP／InGaAsP-EAM调制器行波电极,并与实际制作的EAM的行波型TW进行了特征阻抗Z_c、损耗系数α对比,结果表明用时域法设计、计算的TW的特征阻抗、损耗系数与实测的结果符合的较好,特征阻抗约为45Ω,在0～20 GHz的频率范围,损耗系数α小于4 dB／mm。 展开更多

关键词 光电子学 行波电极 时域法 特征阻抗 损耗系数

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集成光学M-Z调制器的行波电极电场的有限元分析 被引量：1

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作者 刘威 唐多强 胡鸿璋 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期136-139,共4页

报道了一种运用ＭＡＴＬＡＢ语言对集成光学Ｍ－Ｚ调制器行波电极的电场进行有限元分析的方法，得到了令人满意的计算结果，程序的运算时间缩短到原来的１／１２．

关键词 集成光学 M-Z调制器 有限元分析 光纤通信 行波电极电场

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100GHz复合型行波电极铌酸锂电光调制器

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作者 张兵 周伟勤 +5 位作者 吴伯瑜 宋琼 罗淑云 李琰斐 彭吉虎 阳辉 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第0Z2期21-27,共7页

对于新型低损耗的复合型行波电极系统，我们已作了理论分桥和实验研。本文介绍用此复合型行波电极系统研制的微波三毫米波段的铌酸理光波导(Ti：LiNbO3)电光调制器。行波电极的微波传输损耗系数小于0．3dB／(GHz1/2．cm)，调制器半放电... 对于新型低损耗的复合型行波电极系统，我们已作了理论分桥和实验研。本文介绍用此复合型行波电极系统研制的微波三毫米波段的铌酸理光波导(Ti：LiNbO3)电光调制器。行波电极的微波传输损耗系数小于0．3dB／(GHz1/2．cm)，调制器半放电压为5．2V，在微波三毫米波段(92．5—104．3GHz)内测得的调制度频率响应变化为4dB。调制器微波输入端用我们自行研制的适用于110GHz的同轴插座，器件在外形及光、电输入输出方式上与实用的带尾光缆的产品化调制器兼容。 展开更多

关键词 复合型行波电极系统 铌酸锂电光调制器 性能测试 直流特性 微波特性 调制度频率响应

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Ti:LiNbO_3电光调制器中复杂截面形状行波电极系统微波损耗系数的计算和分析 被引量：9

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作者 谷京华 吴伯瑜 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第6期58-61,共4页

本文给出了一种采用有限元法利用电感增量公式计算Ti:LiNbO_3电光调制器中复杂截面形状行波电极系统微波损耗系数的计算方法。这一方法得到计算结果与其它计算方法所得的计算结果吻合较好,对本实验室和已发表文献中的一些调制器电极结... 本文给出了一种采用有限元法利用电感增量公式计算Ti:LiNbO_3电光调制器中复杂截面形状行波电极系统微波损耗系数的计算方法。这一方法得到计算结果与其它计算方法所得的计算结果吻合较好,对本实验室和已发表文献中的一些调制器电极结构进行了计算,分析了计算和实测值偏差的原因,给出了在设计宽带Ti:LiNbO_3电光调制器电极系统时微波损耗系数的修正因子。 展开更多

关键词 电光调制器 行波电极 微波损耗系数 计算

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InP基矩形马赫-曾德高速电光调制器行波电极设计与测试

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作者 赵丽亚 王乐 +1 位作者 杨妍 刘克 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期132-141,共10页

提出了一种由新型沟槽耦合器和90°弯曲波导构成的InGaAsP/InP基矩形马赫-曾德电光调制器,对该调制器的L型波导相移臂设计了T型类微带行波电极.首先利用电极的等效电路估算带宽上限,进而在考虑阻抗匹配、回波损耗以及带宽等性能的... 提出了一种由新型沟槽耦合器和90°弯曲波导构成的InGaAsP/InP基矩形马赫-曾德电光调制器,对该调制器的L型波导相移臂设计了T型类微带行波电极.首先利用电极的等效电路估算带宽上限,进而在考虑阻抗匹配、回波损耗以及带宽等性能的基础上,使用有限元方法对电极的传输、输入/输出以及过渡区的结构参量进行优化.仿真结果表明由于受到电极输入及过渡区的性能限制,设计的整体行波电极匹配阻抗大于42Ω,回波损耗小于-15dB,带宽可达65GHz.测试制备的Ti/Au行波电极,得到回波损耗为-12dB和带宽为20GHz的最优性能. 展开更多

关键词 集成光学 电光调制器 有限元法 行波电极 特征阻抗 S参量

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LiNbO_3电光调制器行波电极微波等效折射率的测量 被引量：1

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作者 廖焕霖 王凌霄 +5 位作者 吴伯瑜 高悦广 罗淑云 彭吉虎 沈嘉 宋琼 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期284-288,共5页

LiNbO_3电光调制器的设计中,行波电极的微波等效折射率是一个重要的参数。该文通过自行设计的微波探针架及探针,采用差值的方法,在微波网络分析仪上对样品CPW电极的微波等效折射率进行了测量,分析了实测值与理论计算值的偏差,给出了修... LiNbO_3电光调制器的设计中,行波电极的微波等效折射率是一个重要的参数。该文通过自行设计的微波探针架及探针,采用差值的方法,在微波网络分析仪上对样品CPW电极的微波等效折射率进行了测量,分析了实测值与理论计算值的偏差,给出了修正因子,研究了微波等效折射率随频率变化的色散现象,并对这种测量方法进行了误差分析,提出了减小误差的方法。 展开更多

关键词 测量 微波等效折射率 LINBO3电光调制器 行波CPW电极

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行波型波导电光调制高频特性的数值分析 被引量：1

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作者 高四海 金国良 +2 位作者 孙屹 梁斌明 刘刚军 《郑州大学学报（自然科学版）》 2001年第1期66-71,共6页

依据相速度匹配原理 ,运用点匹配法和微波传输理论 ,为行波型波导电光调制建立了数学模型 ,对电光调制器中行波电极的特征参数以及调制带宽等高频特性进行了数值模拟 .计算结果表明 ,适当地设计电极和缓冲层的厚度 ,能实现微波与光波的... 依据相速度匹配原理 ,运用点匹配法和微波传输理论 ,为行波型波导电光调制建立了数学模型 ,对电光调制器中行波电极的特征参数以及调制带宽等高频特性进行了数值模拟 .计算结果表明 ,适当地设计电极和缓冲层的厚度 ,能实现微波与光波的相速度匹配 ,从而使器件的 -3d B调制带宽达到1 0 0 GHz以上 ,为高频、宽带行波型电极的优化设计提供了可靠的理论依据 . 展开更多

关键词 点匹配法 电光相互作用 调制带宽 行波型波导 高频特性 数值 电光调制 行波电极

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共面波导型行波电光调制器的设计和数值分析 被引量：1

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作者 黄暘 杨森祖 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2000年第4期455-461,共7页

提出一种新颖的、速度匹配的共面波导型电光调制器设计 .采用窄地电极、加盖屏蔽层的设计获得了较好效果 .针对复杂边界形状和多层介质交界面 ,在计算设计参数时作了改进 ,如引入张量计算 ,使用吸收边界条件 (ABC) ,采用动态场域分割及... 提出一种新颖的、速度匹配的共面波导型电光调制器设计 .采用窄地电极、加盖屏蔽层的设计获得了较好效果 .针对复杂边界形状和多层介质交界面 ,在计算设计参数时作了改进 ,如引入张量计算 ,使用吸收边界条件 (ABC) ,采用动态场域分割及带状矩阵存储等 ,显著提高了有限元方法 (FEM )解准静电磁场问题的计算效率和精度 .并对前人的设计进行了计算 ,结果与之相近 ,表明数值计算的合理性 .利用此计算方法 ,对 1.55μm的波长和LiNbO3衬底进行了参数优化 ,实现了光波与微波传播速度的匹配 ,同时给出关于有效折射率和特征阻抗的详细图示 . 展开更多

关键词 电光调制器 共面波导型 行波电极 有限元方法

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新型结构超宽带LiNbO_3电光调制器的优化设计 被引量：6

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作者 高致慧 甘庆云 万俊康 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期365-368,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 LINBO3电光调制器 行波电极 脊波导 T型电极

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铌酸锂薄膜调制器的协同仿真与优化设计

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作者 杨登才 陈雨康 +4 位作者 王云新 向美华 陈智宇 刘萍萍 兰天 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期565-572,共8页

电光调制器的半波电压和带宽主要取决于其电极结构,基于绝缘体上铌酸锂(lithium niobate on insulator, LNOI)结构调制器波导与基底折射率差为传统工艺的10倍左右,能够大幅提高光场和电场的重叠度,降低调制器的半波电压,提升调制带宽.... 电光调制器的半波电压和带宽主要取决于其电极结构,基于绝缘体上铌酸锂(lithium niobate on insulator, LNOI)结构调制器波导与基底折射率差为传统工艺的10倍左右,能够大幅提高光场和电场的重叠度,降低调制器的半波电压,提升调制带宽.当前迫切需要针对这一新型调制结构的电极进行优化设计.应用COMSOL Multiphysic和HFSS软件对LNOI结构的强度调制器进行协同仿真和优化设计.主要讨论了电极宽度、电极厚度、电极间距和上下包层厚度对调制器特性参数的影响,得到了调制器的电光重叠积分、微波折射率、微波衰减系数和电极特性阻抗等参数.在此基础上,通过约束算法优化设计这些性能参数达到提高带宽和降低半波电压的目的.结果表明,在电极长度为1 cm的情况下,半波电压约为2.17 V,3 dB带宽大于70 GHz.该研究工作对基于LNOI结构的电光调制器的电极设计具有重要的指导意义. 展开更多

关键词 协同仿真 薄膜铌酸锂 行波电极 相速匹配 重叠积分 电极结构参数

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M－Z型铌酸锂高速调制器

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作者 余国贤 项允楠 +1 位作者 王葵如 张海廷 《高技术通讯》 CAS CSCD 1996年第8期4-6,共3页

报道了采用行波电极结构的偏振型和与偏振无关型Ｔｉ：ＬｉＮｂＯ３高速强度调制器，其中与偏振无关的高速强度调制器是首次研制成功。

关键词 调制器 铌酸锂 行波电极

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一种新颖的高速光调制器的研究及优化设计

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作者 罗秀江 喻志远 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第2期179-182,共4页

给出了一种结构简单的行波光调制器的分析及优化设计。其基本结构为一部分电光晶体加载的微带电路。该设计着重于微带线特性阻抗及其与光波的速度匹配条件的考虑。计算机优化结果表明，用这种结构可以达到１５ＧＨｚ以上的光调制带宽。... 给出了一种结构简单的行波光调制器的分析及优化设计。其基本结构为一部分电光晶体加载的微带电路。该设计着重于微带线特性阻抗及其与光波的速度匹配条件的考虑。计算机优化结果表明，用这种结构可以达到１５ＧＨｚ以上的光调制带宽。可满足微波和光波的速度匹配条件，其特性阻抗在易于与５０Ω传输线匹配的量级。 展开更多

关键词 行波调制器 行波电极 加载微带线

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光调制与器件

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《中国光学》 EI CAS 2000年第3期75-75,共1页

TN761 2000031991用于超宽带Ti:LiNbO₃电光调制器的低损耗微波电极=A low loss coplanar waveguide electrode usedin a wide-band LiNbO₃ modulator[刊,中]/周伟勤,吴伯瑜,彭吉虎,阳辉... TN761 2000031991用于超宽带Ti:LiNbO₃电光调制器的低损耗微波电极=A low loss coplanar waveguide electrode usedin a wide-band LiNbO₃ modulator[刊,中]/周伟勤,吴伯瑜,彭吉虎,阳辉（清华大学电子工程系.北京（100084））//光子学报.—1999,28（Z1）.—259-262提出一个用于宽带LiNbO₃电光调制器的低损耗微波电极,由T形电极和脊形SiO₂缓冲层组成。 展开更多

关键词 电光调制器 低损耗 行波电极 电子工程 光子学 清华大学 超宽带 微波源 缓冲层 微波等效折射率

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光调制与器件

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《中国光学》 CAS 2004年第3期68-68,共1页

TN761 2004032114 LiNbO₃电光调制器行波电极微波等效折射率的测量=Measruement of microwave equivalent refractive index oftraveling wave electrode in LiNbO₃ electro-optic modul... TN761 2004032114 LiNbO₃电光调制器行波电极微波等效折射率的测量=Measruement of microwave equivalent refractive index oftraveling wave electrode in LiNbO₃ electro-optic modulator[刊,中]/廖焕霖（清华大学电子工程系.北京（100084））, 展开更多

关键词 微波等效折射率 电光调制器 行波电极 电子工程 清华大学 测量方法 器件 微波网络分析仪 北京 微波探针

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光电子技术与器件 光调制与器件

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《中国光学》 EI CAS 2006年第6期54-55,共2页

TN761 2006065275一种新型谐振腔增强型光调制器结构的研究=A novel resonant cavity enhanced optical modulator structure[刊,中]/周震(北京邮电大学电子工程学院．北京(100876)),马建新…//半导体光电．—2006．27(3)．—250-253... TN761 2006065275一种新型谐振腔增强型光调制器结构的研究=A novel resonant cavity enhanced optical modulator structure[刊,中]/周震(北京邮电大学电子工程学院．北京(100876)),马建新…//半导体光电．—2006．27(3)．—250-253提出了一种新型谐振腔增强型(RCE)光调制器结构,它由一个对称型谐振腔增强型光调制器和一个高反镜构成。利用传输矩阵法对该器件的插入损耗及临界吸收厚度进行了模拟分析,并同传统谐振腔增强型光调制器的相关性能进行了比较。分析结果表明,这种结构解决了传统谐振腔增强型光调制器的临界吸收厚度与插入损耗之间相互制约的矛盾,可同时获得低临界吸收厚度和低插入损耗。图5参11(严寒) 展开更多

关键词 谐振腔增强型 电光调制器 液晶空间光调制器 器件 行波电极 吸收厚度 光电子技术 理论计算 共面波导 激光

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