1、3.1 光调制原理及特性光调制原理及特性3.2 铌酸锂调制器铌酸锂调制器3.3 电吸收调制器电吸收调制器3.4 调制器的特征参数调制器的特征参数3.5 调制器最新进展调制器最新进展3.1 光调制原理及特性光调制原理及特性3.2 铌酸锂调制器铌酸锂调制器3.3 电吸收调制器电吸收调制器3.4 调制器的特征参数调制器的特征参数3.5 调制器最新进展调制器最新进展光调制原理及特性光调制原理及特性利用利用改变光波改变光波的的振幅振幅、频率频率、相位相位、强度强度、偏振状态偏振状态等参数实现信息传输的方法，称为等参数实现信息传输的方法，称为光学调制光学调制。用电信号直接调制半导体激光器或发光二极管的驱动
2、用电信号直接调制半导体激光器或发光二极管的驱动电流，使输出光强随电信号变化而实现的。电流，使输出光强随电信号变化而实现的。直接调制直接调制：间接调制间接调制：把激光的产生和调制分开，用独立的调制器调制激把激光的产生和调制分开，用独立的调制器调制激光器的输出光而实现的。光器的输出光而实现的。（外调制外调制）技术简单，成本较低，容易实现，但调制速率受激光技术简单，成本较低，容易实现，但调制速率受激光器的频率特性所限制。器的频率特性所限制。调制带宽：几调制带宽：几MHz几几GHz调制速率高，技术复杂，成本较高，在大容量的波调制速率高，技术复杂，成本较高，在大容量的波分复用和相干光通信系统中使用。分复
3、用和相干光通信系统中使用。调制带宽：几调制带宽：几GHz几十几十GHz 硒晶体硒晶体抛物面反射镜抛物面反射镜振动隔膜振动隔膜反射反射镜镜接收接收器器太阳太阳BellBell光电话实验（光电话实验（18801880年）年）直接调制直接调制直接调制直接调制（LD）模拟信号模拟信号调制调制光调制原理及特性光调制原理及特性直接调制（直接调制（LDLD）数字信号数字信号调制调制直接调制直接调制光调制原理及特性光调制原理及特性光调制原理及特性光调制原理及特性直接调制（直接调制（LDLD）数字信号数字信号调制调制模拟信号模拟信号调制调制直接调制直接调制高速通信系统（高速通信系统（2.5Gb/s）外调制外调制
4、调制器调制器光纤光纤指材料折射率随外加电场变化的现象，主要包括指材料折射率随外加电场变化的现象，主要包括泡克尔斯效应泡克尔斯效应（Pockels effect）和）和克尔效应克尔效应（Kerr effect），是在光调制中得到，是在光调制中得到最广泛应用的物理现象。最广泛应用的物理现象。电光效应：电光效应：磁光效应：磁光效应：声光效应：声光效应：电吸收效应：电吸收效应：指光与处于磁化状态的物质发生相互作用而引起的各种光学现象，指光与处于磁化状态的物质发生相互作用而引起的各种光学现象，主要包括主要包括法拉第效应、科顿法拉第效应、科顿-穆顿效应穆顿效应和和克尔磁光效应克尔磁光效应等，通过施等，通过
5、施加外磁场控制可以改变传播光束的特性，光调制器中最重要的磁加外磁场控制可以改变传播光束的特性，光调制器中最重要的磁光效应是法拉第旋转效应。光效应是法拉第旋转效应。指在外加超声波场的作用下，介质的折射率周期变化形成指在外加超声波场的作用下，介质的折射率周期变化形成折射率折射率光栅光栅，光波在介质中传播就会发生衍射现象，衍射光的强度、频，光波在介质中传播就会发生衍射现象，衍射光的强度、频率和方向等将随着超声波场的变化而变化。率和方向等将随着超声波场的变化而变化。指利用半导体超晶格结构的指利用半导体超晶格结构的量子限制斯塔克效应量子限制斯塔克效应，垂直于量子阱，垂直于量子阱薄层施加电场能够引起薄层施
6、加电场能够引起光吸收边的展宽光吸收边的展宽，外电场取消后吸收光谱，外电场取消后吸收光谱又能可逆的还原，而锐吸收特性仍被保持。又能可逆的还原，而锐吸收特性仍被保持。实现机理实现机理晶体（或具有电光效应的介质）在外电场的作用下，折射率晶体（或具有电光效应的介质）在外电场的作用下，折射率将发生改变，可表示为：将发生改变，可表示为：2EEn式中，折射率改变量第一项与外加电场的一次方成正比，因此称式中，折射率改变量第一项与外加电场的一次方成正比，因此称为一次电光效应也称为一次电光效应也称线性电光效应线性电光效应或或泡克耳斯效应泡克耳斯效应(Pockels effect)；第二项与外加电场的平方成正比，因
7、此称为第二项与外加电场的平方成正比，因此称为二次电光效应二次电光效应或或克尔克尔效应效应(Kerr effect)。光调制原理及特性光调制原理及特性体块型体块型光调制器比光调制器比集成光学波导集成光学波导调制器需要更高的调制调制器需要更高的调制电压，因此在光纤通信系统中都选用带有尾纤的集成光电压，因此在光纤通信系统中都选用带有尾纤的集成光波导调制器。波导调制器。理论上，用任何具有理论上，用任何具有高速电光响应、能透过所使用激光高速电光响应、能透过所使用激光的材料都能制作高速电光调制器。的材料都能制作高速电光调制器。目前适合用于光纤通信系统的调制器材料有目前适合用于光纤通信系统的调制器材料有铌酸
8、锂铌酸锂（LiNbO3）、砷化镓（）、砷化镓（GaAs）和和聚合物（聚合物（Polymer）。光调制原理及特性光调制原理及特性3.1 光调制原理及特性光调制原理及特性3.2 铌酸锂调制器铌酸锂调制器3.3 电吸收调制器电吸收调制器3.4 调制器的特征参数调制器的特征参数3.5 调制器最新进展调制器最新进展LiNbO3波导波导调制器调制器z 轴为轴为LiNO3光轴方向光轴方向 对于对于TE模，电场产生波导折射率的改变为：模，电场产生波导折射率的改变为：zeeEnn33321波导传输的相位变化为：波导传输的相位变化为：LEnLnzee3332（L是电极长度）是电极长度）设电极上的电压为设电极上的电
9、压为V，若波导层很薄，根据电磁场理论可以得到，若波导层很薄，根据电磁场理论可以得到:DVEz（D为电极间距为电极间距）则则TE模在波导中传输的相位变化和电极电压的关系模在波导中传输的相位变化和电极电压的关系 VDLne333铌酸锂调制器铌酸锂调制器(是电光系数是电光系数)33 是光波导模场与电场的交叠系数是光波导模场与电场的交叠系数m/V1233108.30LiNbO3波导波导调制器调制器z 轴为轴为LiNO3光轴方向光轴方向 通常定义通常定义 时所需的电压为半波电压时所需的电压为半波电压 ，VLnDVe333VV单纯的相位调制不能调制光的强度，单纯的相位调制不能调制光的强度，光通信系统通常采
10、用基于光通信系统通常采用基于强度调制光强检测强度调制光强检测体制。体制。铌酸锂调制器铌酸锂调制器VDLne333半波电压时衡量调制器性能的一个重要参量，半波电压时衡量调制器性能的一个重要参量，半波电压越小半波电压越小，调制灵敏度越高，调制灵敏度越高，功耗越低功耗越低。LiNbO3波导波导调制器调制器铌酸锂调制器铌酸锂调制器电极电极 V LiNO3波导波导 直通输出直通输出Pout1 交叉输出交叉输出Pout2 cpcMMMM马赫曾德干涉仪传输矩阵马赫曾德干涉仪传输矩阵1122iiMc100)exp(iMp定向耦合器传输矩阵定向耦合器传输矩阵双臂波导传输矩阵双臂波导传输矩阵其中其中马赫曾德干涉仪
11、型马赫曾德干涉仪型强度调制器强度调制器 光输入光输入P Pinin 021inoutoutEMEE输出的场振幅为输出的场振幅为 3dB定向耦合器定向耦合器 3dB定向耦合器定向耦合器 双臂波导双臂波导(Mach-Zehnder Interferometer，MZI)LiNbO3波导波导调制器调制器铌酸锂调制器铌酸锂调制器011100)exp(112121inoutoutEiiiiiEE输出的场振幅为输出的场振幅为 211)exp()exp(iiii011inEii21 1)exp(1)exp(1)exp(1)exp(iiiiii0inE21ininEiiEi 1)exp(1)exp(马赫曾德干
12、涉仪型马赫曾德干涉仪型强度调制器强度调制器 LiNbO3波导波导调制器调制器铌酸锂调制器铌酸锂调制器21outoutEE输出的场振幅为输出的场振幅为 马赫曾德干涉仪型马赫曾德干涉仪型强度调制器强度调制器 211outoutEP21ininEiiEi 1)exp(1)exp(221)exp(inEiinPii22)2/exp()2/exp(inP)2/(sin2222outoutEP221)exp(inEiinPii22)2/exp()2/exp(inP)2/(cos2输出的光功率为输出的光功率为 LiNbO3波导波导调制器调制器铌酸锂调制器铌酸锂调制器马赫曾德干涉仪型马赫曾德干涉仪型强度调制器
13、强度调制器 inoutPP)2/(cos22交叉输出光功率为交叉输出光功率为 VDLne333inPVV)2(cos2VV 是马赫曾德两臂相位差为是马赫曾德两臂相位差为 时，时，所需的外加电压，称为所需的外加电压，称为半波电压半波电压。V 半波电压越小半波电压越小 线性区的线性区的曲线斜率越大曲线斜率越大，调制灵敏度越高。调制灵敏度越高。012345600.10.20.30.40.50.60.70.80.91Voltage(V)Iout/IinV=2VV=3VV=4V铌酸锂调制器铌酸锂调制器集总参数式光波导调制器示意图波导电极GL集总参数电极的集总参数电极的调制带宽调制带宽直接由电极的直接由电
14、极的 RC 时间常数确定时间常数确定RCfm1是调制器等效电路中与电容是调制器等效电路中与电容C并联的负载电阻并联的负载电阻R是调制器的是调制器的集总电容集总电容，包括电极、连接器、和引线电容，包括电极、连接器、和引线电容C减小电极间距可以实现较低的减小电极间距可以实现较低的驱动功率驱动功率，但同时电极间，但同时电极间电容增大，电容增大，调制带宽调制带宽就会相应的减小。就会相应的减小。集总参数式光波导调制器集总参数式光波导调制器行波电极行波电极LiNbO3电光调制器电光调制器铌酸锂调制器铌酸锂调制器行波电极调制器结构示意图行波电极调制器结构示意图 )/1(4maxLmLmnnLncf 调制带宽
15、调制带宽 是导模的有效折射率是导模的有效折射率Lnmn是调制行波的有效折射率是调制行波的有效折射率21zxmn28,43zx225.4mn是铌酸锂晶体是铌酸锂晶体x x方向和方向和z z方向的相对介电常数方向的相对介电常数146.2nm1310Ln138.2nm1550LnZ Z切向铌酸锂晶体切向铌酸锂晶体将高频调制信号以将高频调制信号以行波形式输入行波形式输入，以确保电光调制器中，以确保电光调制器中光波和调制微光波和调制微波波具有相同的速度，即光波波前在调制过程中经受的具有相同的速度，即光波波前在调制过程中经受的调制作用是累积调制作用是累积的的。MZ铌酸锂波导行波强度调制器铌酸锂波导行波强度
16、调制器 行波电极行波电极LiNbO3电光调制器电光调制器铌酸锂调制器铌酸锂调制器u 采用了行波电极，可获得很高的调制速度；采用了行波电极，可获得很高的调制速度；u 调制信号的频率啁啾非常小；调制信号的频率啁啾非常小；优点：优点：调制带宽：调制带宽：u 受到光波速度和电微波或毫米波受到光波速度和电微波或毫米波速度之差速度之差、电极特电极特征阻抗征阻抗和和电极传播损耗电极传播损耗的限制；的限制；u尤其是光波和电微波尤其是光波和电微波/毫米波之间的毫米波之间的相速失配相速失配和和微波微波衰减衰减是影响行波调制器性能的两个关键问题；是影响行波调制器性能的两个关键问题；u 而这两个问题又取决于而这两个问
17、题又取决于行波电极的构形设计行波电极的构形设计。行波电极行波电极LiNbO3电光调制器电光调制器铌酸锂调制器铌酸锂调制器四种不同电极设计的四种不同电极设计的MZ行波调制器及其特性比较行波调制器及其特性比较几种特殊构形的几种特殊构形的LiNbO3电光调制器电光调制器铌酸锂调制器铌酸锂调制器双电极驱动双电极驱动LiNbO3光调制器光调制器实物立体图实物立体图u 较低的驱动电压较低的驱动电压u 均衡的驱动电压产生零啁啾调制工作均衡的驱动电压产生零啁啾调制工作工作的电、光路框图工作的电、光路框图几种特殊构形几种特殊构形LiNbO3电光调制器电光调制器铌酸锂调制器铌酸锂调制器u 每个端口具有每个端口具有
18、50输出，可以使用一个光输出来输出，可以使用一个光输出来 检测信号和进一步改善载噪比。检测信号和进一步改善载噪比。u 可用于模拟光纤可用于模拟光纤CATV和光纤传感器中。和光纤传感器中。双输出强度调制器双输出强度调制器结构示意图结构示意图强度调制器偏置控制附件强度调制器偏置控制附件铌酸锂调制器铌酸锂调制器u 实现强度调制器的实现强度调制器的900相位差相位差或或工作线性点工作线性点的控制的控制当器件受到环境影响（如温度变化）时，该偏置控制当器件受到环境影响（如温度变化）时，该偏置控制器能够继续器能够继续跟踪并校正线性偏置点。跟踪并校正线性偏置点。调制器工作特性曲线调制器工作特性曲线使用控制器的
19、调制器偏置线路图使用控制器的调制器偏置线路图3.1 光调制原理及特性光调制原理及特性3.2 铌酸锂调制器铌酸锂调制器3.3 电吸收调制器电吸收调制器3.4 调制器的特征参数调制器的特征参数3.5 调制器最新进展调制器最新进展电吸收调制器原理电吸收调制器原理电吸收调制器电吸收调制器在二维量子阱中，当在二维量子阱中，当未受到未受到外加电场作用外加电场作用时，导带、价带与电子空穴时，导带、价带与电子空穴波函数分布如图波函数分布如图(a)(a)所示，其所示，其能带能带呈现呈现水平水平，且，且波函数波函数的的重叠几率最高重叠几率最高；当当受到受到外加电场作用时外加电场作用时，能带能带产生产生倾斜倾斜并且
20、电子空穴并且电子空穴波函数波函数分布呈现分布呈现分离错位分离错位，使得重叠积分变小，如图，使得重叠积分变小，如图(b)(b)所示。所示。除了波函数产生错位外，由于能带的倾斜使得除了波函数产生错位外，由于能带的倾斜使得次能带跃迁变短次能带跃迁变短，从而，从而使得波长会随着外加偏压增大而使得波长会随着外加偏压增大而往长波方向移动往长波方向移动，一般称之为，一般称之为“红移红移”。这种在量子阱结构施加电场能使激子吸收边红移的现象称之为这种在量子阱结构施加电场能使激子吸收边红移的现象称之为量子限量子限制斯塔克效应制斯塔克效应。量子限制斯塔克效应波函数分布图量子限制斯塔克效应波函数分布图电吸收调制器原理
21、电吸收调制器原理电吸收调制器电吸收调制器2422LEemE其中m*为有效质量，为有效质量，E为电场，为电场，L为量子阱宽度。为量子阱宽度。量子限制斯塔克效应量子限制斯塔克效应其能量变化量为其能量变化量为 由公式可以看出：由公式可以看出：若要增加红移的效应，除了增加若要增加红移的效应，除了增加电场电场外，也可以改变外，也可以改变量子阱的宽度量子阱的宽度。利用该效应可以通过改变电场实现对特定波长的吸收或通过利用该效应可以通过改变电场实现对特定波长的吸收或通过,从而制成从而制成电吸收调制器电吸收调制器(Electric Absorption Modulator,EAM)反射式反射式电吸收调制器电吸收
22、调制器I区区部分为多量子阱（部分为多量子阱（MQW）结构。利用）结构。利用，人为制作出的一种性能独特的，人为制作出的一种性能独特的。电吸收调制器电吸收调制器N区区部分是交替生长的多层结构相当于部分是交替生长的多层结构相当于光学增反膜堆光学增反膜堆。反射式反射式EAM的结构示意图的结构示意图 反射式反射式电吸收调制器电吸收调制器反射式反射式EAM的结构示意图的结构示意图电吸收调制器电吸收调制器EAM的工作原理示意图的工作原理示意图u 当调制电压使当调制电压使PIN反向偏置反向偏置时，入射光完全时，入射光完全被被I层吸收层吸收，换句话说因势垒的存在，入射光不能通过换句话说因势垒的存在，入射光不能通
23、过I层，相当于输出层，相当于输出“0”码码；u 反之，当反之，当偏置电压为零时偏置电压为零时，势垒消失，入射光不被，势垒消失，入射光不被I层吸收而让其层吸收而让其通过通过，相当于输出相当于输出“1”码码，从而实现对入射光的调制。，从而实现对入射光的调制。I层对光的吸收损耗与外加的调制电压有关层对光的吸收损耗与外加的调制电压有关电吸收调制器电吸收调制器电吸收调制器产品电吸收调制器产品电吸收调制器电吸收调制器电吸收调制器具有电吸收调制器具有体积小体积小、利于集成利于集成、良好的光开关特良好的光开关特性性、低噪声低噪声及及高非线性吸收率高非线性吸收率等多种独特优点。等多种独特优点。有广泛的应用前景，
24、相关研究十分活跃，近年来已取有广泛的应用前景，相关研究十分活跃，近年来已取得了很大的进展。得了很大的进展。超短脉冲产生超短脉冲产生时分解复用时分解复用时钟提取时钟提取波长变换波长变换全光全光3R3R再生再生以以EAM为基础的各种高性能为基础的各种高性能光子光子器件，在光纤通信领域器件，在光纤通信领域电吸收调制器的应用电吸收调制器的应用University of California,2006电吸收调制器电吸收调制器电吸收调制器最新进展电吸收调制器最新进展(a)NTT研发的研发的DFB和和EAM集成器件集成器件 (b)40Gb/s速率下传输的误码率测试结果速率下传输的误码率测试结果电吸收调制器电
25、吸收调制器电吸收调制器最新进展电吸收调制器最新进展3.1 光调制原理及特性光调制原理及特性3.2 铌酸锂调制器铌酸锂调制器3.3 电吸收调制器电吸收调制器3.4 调制器的特征参数调制器的特征参数3.5 调制器最新进展调制器最新进展调制器的特征参数调制器的特征参数1.1.调制深度调制深度(调制效率调制效率)调制深度取决于相位差调制深度取决于相位差00000/IIIIIIIIIImmmI 当初始相位差当初始相位差 时，时，MZI调制器直通端口的调制深度调制器直通端口的调制深度可表示为可表示为 00 2sin422121 AAAAI可以实现可以实现100%100%调制深度。调制深度。当当 和和 时时
26、),3,2,1()12(mm 21AA ),max(00mIIIII 2.2.调相指数调相指数Lneff 2是导模受到外电场作用而产生的折射率增量。是导模受到外电场作用而产生的折射率增量。effn L是电极长度是电极长度例如例如：时，时，pF2 ,50 CRGHz2.3 mf适当设计电极尺寸以减小电极电容，从而提高调制器带宽。适当设计电极尺寸以减小电极电容，从而提高调制器带宽。调制器的特征参数调制器的特征参数3.3.调制带宽调制带宽是调制器等效电路中与电容是调制器等效电路中与电容C并联的负载电阻并联的负载电阻R是调制器的是调制器的集总电容集总电容，包括电极、连接器、和引线电容，包括电极、连接器
27、、和引线电容CRCfm1LaserPmaxoutPavgoutP1outP2outPoutP2/V2/V 插入损耗插入损耗900相位差相位差3dB相应输出光功率相应输出光功率4.4.半波电压半波电压 V 是调制器的调相指数是调制器的调相指数 时的调制电压，用时的调制电压，用 表示表示 V调制器的特征参数调制器的特征参数称作半波电压，是把器件从最小光强转换到最大光强所需的电压称作半波电压，是把器件从最小光强转换到最大光强所需的电压 V在模拟强度调制中，为保证调制波的光强与调制信号的线性关在模拟强度调制中，为保证调制波的光强与调制信号的线性关系，以避免光信号畸变，起始相位差应选为系，以避免光信号畸
28、变，起始相位差应选为 2/0 5.5.最大调制频率最大调制频率2/dm把把 时的调制频率定义为调制器的最大调制频率时的调制频率定义为调制器的最大调制频率 nLcfm4/max 最大调制频率可表示为最大调制频率可表示为其中其中 是电调信号的圆频率，是电调信号的圆频率，m d 是光波在波导中的渡越时间是光波在波导中的渡越时间其中其中 是真空中的光速，是真空中的光速，cn是导模的有效折射率是导模的有效折射率L是电极的长度是电极的长度调制器的特征参数调制器的特征参数 )/1(4maxLmLmnnLncf 调制带宽的上限即为最大调制频率，通常可达几千兆赫兹调制带宽的上限即为最大调制频率，通常可达几千兆赫
29、兹其中其中 是导模的有效折射率是导模的有效折射率Lnmn是调制行波的有效折射率是调制行波的有效折射率为了进一步提高调制器的带宽，必须使用行进的电场（为了进一步提高调制器的带宽，必须使用行进的电场（行波电极行波电极）光波导光波导行波调制器行波调制器，是把光波导插入微波波导中或调制电极的两端，是把光波导插入微波波导中或调制电极的两端分别与微波发生器和匹配终端相连而构成的，其最大调制频率为：分别与微波发生器和匹配终端相连而构成的，其最大调制频率为：因此，因此，调制器的带宽受到光波和调制波的相位匹配程度的限制。调制器的带宽受到光波和调制波的相位匹配程度的限制。6.6.单位带宽驱动功率单位带宽驱动功率无
30、论相位调制还是强度调制，要把一定数量的信息加在光载波上，无论相位调制还是强度调制，要把一定数量的信息加在光载波上，就得消耗一定的功率。就得消耗一定的功率。强度调制器强度调制器的功耗可以用单位带宽的驱动功率的功耗可以用单位带宽的驱动功率 来描述来描述fPI/相位调制器相位调制器的功耗可用的功耗可用 来描述。来描述。2)(/fP 2radmW/MHz 单位量纲为单位量纲为是实现某一调相指数是实现某一调相指数 所需的驱动功率。所需的驱动功率。P 是实现某一调制深度是实现某一调制深度 所需的驱动功率。所需的驱动功率。IPI 调制器的特征参数调制器的特征参数Lneff 2VDLne333VV2)(/fP
31、 RVP2221VVfRVfRV22半波电压时衡量调制器性能的一个重要参量，半波电压时衡量调制器性能的一个重要参量，半波电压越小半波电压越小，调制灵敏度越高，调制灵敏度越高，功耗越低功耗越低。),max(00mIIIII 8.8.插入损耗插入损耗输入光强和调制器输出光强之差，可以表示为输入光强和调制器输出光强之差，可以表示为mmininmsIIIIIIIIIIL 000/调制器的特征参数调制器的特征参数7.7.消光比消光比onoffonsPPPr 和和 分别表示调制器分别表示调制器“开开”和和“关关”两种状态下的输出光两种状态下的输出光强。强。onPoffP消光比也可以表示为消光比也可以表示为
32、onoffsPPrlog10 单位为单位为dBinmsIIIIL/),max(03.1 光调制原理及特性光调制原理及特性3.2 铌酸锂调制器铌酸锂调制器3.3 电吸收调制器电吸收调制器3.4 调制器的特征参数调制器的特征参数3.5 调制器最新进展调制器最新进展聚合物波导电光调制器聚合物波导电光调制器调制器最新进展调制器最新进展通过在聚合物分子一端添加电子，形成通过在聚合物分子一端添加电子，形成施主基团施主基团，而在另，而在另一端添加一端添加受主基团受主基团来改变分子中的来改变分子中的不对称电子贡献不对称电子贡献电光聚合物分子结构示意图电光聚合物分子结构示意图 这对最佳电光效应、光折射和电特性是
33、十分有利的。这对最佳电光效应、光折射和电特性是十分有利的。利用这个特性可以实现电场和光场之间的利用这个特性可以实现电场和光场之间的速度匹配速度匹配和和 大的电光系数大的电光系数。聚合物聚合物MZ电光调制器电光调制器聚合物聚合物MZMZ光调制器结构示意图光调制器结构示意图Science 2002 298(5597)pp.1401-1403 调制器最新进展调制器最新进展Bell-Lucent实验室在实验室在2002年报道了基于年报道了基于PMMA聚合物聚合物制备的波导制备的波导MZ调制器。通过精心设计优化波导结构和折射率分布，可以使得传调制器。通过精心设计优化波导结构和折射率分布，可以使得传输线中
34、微波信号的速度与波导中光波的速度达到近似匹配，从而获得输线中微波信号的速度与波导中光波的速度达到近似匹配，从而获得较高的调制带宽，实验测得该调制器在单边带调制的情况下调制带宽较高的调制带宽，实验测得该调制器在单边带调制的情况下调制带宽最高可达最高可达200GHz。聚合物聚合物MZ电光调制器电光调制器Science 2002 298(5597)pp.1401-1403 调制器最新进展调制器最新进展uBasic characteristics of the modulator.The inset shows the electric-to-optical transfer characterist
35、ic.uThe dashed line indicates the modulators linear response regime.uOptical power spectra at several modulation frequencies.uThe inset shows several microwave frequency modulation sidebands measured with a photodiode.uThe main figure shows several higher frequency sidebands measured using an optica
36、l spectrum analyzer.聚合物聚合物MZ电光调制器电光调制器调制器最新进展调制器最新进展http:/ 聚合物微环电光调制器聚合物微环电光调制器调制器最新进展调制器最新进展IEEE J.of Selected Topics in Quantum Electronics,Vol.13 No.1,pp.104-110,2007 电光聚合物材料电光聚合物材料AJL8/APC上制备的微环谐振腔电光波导调制器上制备的微环谐振腔电光波导调制器 2007年年Bartosz等人采用行波电极在电光等人采用行波电极在电光聚合物材料聚合物材料AJL8/APC上制备上制备的微环谐振腔电光波导调制器，在的
37、微环谐振腔电光波导调制器，在84GHz和和111GHz的频率下达到了调的频率下达到了调制响应极大值，微环谐振腔电光波导调制器将在制响应极大值，微环谐振腔电光波导调制器将在毫米波通讯毫米波通讯、光学信号光学信号处理处理以及以及微波光纤传输微波光纤传输等领域有着巨大的潜在应用前景。等领域有着巨大的潜在应用前景。聚合物微环电光调制器聚合物微环电光调制器调制器最新进展调制器最新进展发展趋势发展趋势目前，高速光通信网络每个信道使用的带宽为目前，高速光通信网络每个信道使用的带宽为10GHz，40GHz的的相关产品正在逐渐引入。相关产品正在逐渐引入。实验室的研发正在向实验室的研发正在向80GHz、100GHz甚至甚至200GHz的目标努力。的目标努力。如何将如此高频信号加载到光波上，对光学调制器提出了更高的要求。如何将如此高频信号加载到光波上，对光学调制器提出了更高的要求。聚合物电光波导调制器聚合物电光波导调制器已经初步显示出它的优越性，并有相关的产品问已经初步显示出它的优越性，并有相关的产品问世，相信随着聚合物电光调制器性能（世，相信随着聚合物电光调制器性能（半波电压半波电压、调制带宽调制带宽、长期光学长期光学稳定性稳定性等）的进一步提高，在未来光通信领域将发挥巨大的作用。等）的进一步提高，在未来光通信领域将发挥巨大的作用。调制器最新进展调制器最新进展
