引用本文:

杨鹏毅,李韬,姚宗影,等. 一种基于薄膜铌酸锂调制器芯片的新型电光调制器[J]. 光通信技术,2023,47(1):73-76.

一种基于薄膜铌酸锂调制器芯片的新型电光调制器

杨鹏毅,李 韬,姚宗影

(中国电子科技集团公司 第四十三研究所,合肥 230088)

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摘要: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。

关键词:薄膜铌酸锂;电光调制器;光传输;微波光子

中图分类号:TN15 文献标志码:文章编号:1002-5561(2023)01-0073-04

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2023.01.013

0 引言

    微波光传输链路与传统的电传输链路相比,具有高频、宽带、传输损耗小、重量轻、抗电磁干扰能力强等优点,在雷达、电子对抗、军事通信领域得到了广泛应用[1-2]。电光调制器是微波光子系统中的关键器件之一,其功能是在微波光子链路中将微波电信号转变为光信号,因此电光调制器的性能直接影响微波光传输链路的整体性能。与其它材料制作的电光调制器相比,基于铌酸锂材料制作的电光调制器具有线性电光系数大、温度稳定性好等优点。目前,微波光子链路中使用的电光调制器大多基于体材料铌酸锂制备,体材料铌酸锂电光调制器中的波导对光学模式的限制能力较弱,导致器件的电光调制效率偏低,存在器件半波电压高、带宽受限、尺寸大等不足。与传统的体材料铌酸锂相比,薄膜铌酸锂在继承其固有线性电光效应强和本征光损耗低等优点的同时,可以大幅度缩短调制电极与波导之间的间距,从而获得较大的电光调制效率[3-5],基于薄膜铌酸锂制作的电光调制器比传统体材料铌酸锂电光调制器具有更宽的带宽、更低的半波电压和更小的产品尺寸[6-7]。

    因此,本文设计一种基于薄膜铌酸锂调制器芯片新型电光调制器(下文简称薄膜铌酸锂电光调制器)。


4 结束语

    本文介绍了薄膜铌酸锂调制器芯片结构及设计要点,设计了一种基于薄膜铌酸锂调制器芯片的新型电光调制器,其插入损耗、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,无论是核心光电性能指标还是产品尺寸,均达到国际同类产品水平。本文设计的薄膜铌酸锂电光调制器有望在微波光子链路、宽带光通信、量子通信等领域获得广泛应用。