行波电极硅-有机复合集成电光调制器理论分析与实验研究

对基于行波电极的硅-有机复合集成电光调制器进行研究,构建调制器的波导电极结构模型,分析特征阻抗和微波有效折射率对调制器频率响应的影响。通过对电极结构的仿真优化,完成调制器芯片的设计与制备,研究电光聚合物材料的片上极化工艺,得到高性能硅-有机复合集成电光调制器。对研制调制器电极的电学S(Scatter)参数进行测试,分析得到的电极特征阻抗和有效折射率与仿真设计结果基本相符。测试得到电光调制器的3 dB带宽大于50 GHz。     

光电子技术与器件 光调制与器件

TN761．92 2005064333 聚合物电光调制器行波电极系统=Traveling-wave elec- trode for polymer electro-optic modulators[刊,中]/鹿飞 (清华大学电子工程系,北京(100084)),梁琨…∥光电子 ·激光．-2005,16(3)．-267-270 设计了20 GHz聚合物光波导电光调制器CPW电极 系统。制作和测试了分别用Si、石英、玻璃做衬底的CPW     

GaAs/GaAlAs定向耦合器型行波调制器Ⅱ.实验

在理论分析设计的基础上，进行了ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ定向耦合器型行波调制器实验。建立了器件行波电极微波特性的测试系统，由此系统进行实验确定器件最佳结构参数，完成器件的制作。器件采用共平面行波电极，击穿电压２８Ｖ。用１．０６μｍＹＡＧ激光器进行测试，开关电压８．５Ｖ。由微波网络分析仪测试器件行波电极的微波特性，测得电极中微波与波导中光波间的速率失配小于３％，且在３０ＧＨｚ下，微波传输损耗小于３０ｄＢ，表明器件的３ｄＢ调制带宽超过３２ＧＨｚ     

GaAs／GaAlAs定向耦合器型行波调制器II.实验

在理论分析设计的基础上，进行了ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ定向耦合器型波调制器试验，建立了器件行波电极微波特性的测试系统，由此系统进行实验确定器件最佳结构参数，完成器件的制作，器件采用共平面波电极，击穿电压２８Ｖ。用１．０６μｍＹＡＧ激光器进行测试，开关电压８．５Ｖ。由微波网络分析仪测试器件行波电极的微波特性，测得电极中微波与波导中光波间的速率失配小于３％，且在３０ＧＨｚ下，微波传输损耗小于３０ｄＢ表明     

InP基矩形马赫-曾德高速电光调制器行波电极设计与测试

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.     

基于嵌入填充层的薄膜铌酸锂-氮化硅电光调制器

提出一种异质集成型薄膜铌酸锂电光调制器,由底部氮化硅波导、中间BCB黏合层、顶部铌酸锂薄膜构成调制区波导结构,调制电极位于铌酸锂薄膜的上部且二者之间填充了低折射率的SiO₂,以利于实现折射率匹配并降低光损耗、微波损耗。进一步利用马赫-曾德尔干涉仪结构,设计了相应的电光调制器,并提出一种倒台阶型薄膜结构,该结构可实现输入、输出波导与调制区波导的高效耦合。对该电光调制器进行行波高速匹配设计,所得器件的半波电压长度积为1.77 V·cm,3 dB调制带宽为140 GHz,且调制区长度仅为5 mm。所提器件结构有望在大带宽薄膜铌酸锂电光调制器设计中发挥优势,助力薄膜铌酸锂光子集成器件的快速发展。     

超宽带聚合物调制器的优化设计

设计了一种以聚合物作为材料的低损耗、宽带宽的Mach—Zehnder光波导调制器。分析了调制器的脊波导的模式特性,设计了脊波导的结构,并使用BPM软件模拟了脊形波导的光场分布;通过对光场分布的分析,优化了脊形波导的宽度Wg,脊高6,芯层高度H。同时对聚合物调制器的电极进行了优化,包括电极宽度W和电极间距D,使得调制器有较小的导体损耗以及较好的阻抗匹配。并结合了脊波导的结构参数和电极的优化参数,给出了优化结果,它能够使微波的有效折射率与光波的有效折射率达到匹配,从而使带宽达到177GHz,导体损耗为0．2569dB／cm·GHz1／2。     

GaAs／GaAlAs定向耦合器型行波调制器：1.设计

从理论上重点分析和研究了器件行波电极的微波特性，在半绝缘ＧａＡｓ衬底上设计了具有ｎ＾＋重掺杂外延层和共平面电极的ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ定向耦合器型行波调制器，针对实验中发现的行波电极上微波的高传输损耗问题。分析了起因并提出了器件的改进设计方案，从而设计出可达到３５ＧＨｚ带宽的高速调制效应的光波导调制器。     

基于有限元法的新结构LiNbO3电光调制器的分析与优化

对传统结构的LiNbO3电光调制器进行了改进,并用有限元法对改进后的电光调制器进行了分析计算,采用T形电极、脊波导和空气背槽的新型LiNbO3电光调制器在进行了结构尺寸优化后,相速完全匹配,带宽可达98 GHz,特性阻抗为52 Ω,损耗系数为0.464 dB/(cm·GHz1/2),半波电压为7.13 V,其性能远优于传统结构的调制器.     

C波段相对论行波结构放大器设计

根据盘荷加载慢波结构的色散关系,设计了C波段高功率行波结构放大器,器件采用轴向微波功率提取降低输出端的反射,并在隔离段中加入微波吸收体切断放大器中自激振荡的正反馈过程,输出腔采用锥形过渡以降低Q值,减少电子注回流,有效抑制了放大器中自激振荡。在2.5维PIC模拟中得到功率890MW、频率5.64 GHz的微波输出,增益35.6 dB,效率32%。     

高速光学模数转换器的分析

详细分析了由x切LiNbO3干涉式共面波导行波调制器阵列构成的模数(A/D)转换器，包括其研究进展。采用保角变换方法分析了梯形共面波导电极参数(包括电极厚度、缓冲层厚度与中心电极和接地电极的边沿倾角β1，βg)与转换器的带宽、损耗、特征阻抗和驱动功率的关系。β1=βg=10°，电极厚度为3μm时，4位A/D转换器的工作带宽为7.3GHz，所需驱动功率为6.7W。数值仿真结果表明，采用梯形共面波导调制器阵列设计分辨率适中的高速A/D转换器是可行的。     

基于Franz-Keldysh效应的倏逝波锗硅电吸收调制器设计

本文设计了一种基于Franz-Keldysh (FK) 效应的GeSi电吸收调制器. 调制器集成了脊形硅单模波导. 光由脊形硅波导以倏逝波形式耦合进锗硅吸收层. 在硅基锗二极管FK效应实验测试的基础上, 有源区调制层锗硅中的硅组分设计为1.19%, 从而使得器件工作在C (1528–1560 nm) 波段. 模拟结果显示该调制器的3 dB带宽可达64 GHz, 消光比为8.8 dB, 而插损仅为2.7 dB. 关键词： 锗硅 调制器 电光集成     

光调制与器件

TN761 2004032114 LiNbO_3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 LiNbO_3 electro-optic modulator[刊,中]/廖焕霖(清华大学电子工程系.北京(100084)),     

超高速行波电吸收调制器的k值设计方法

介绍了一种用于超高速行波电吸收调制器(TW-EAM)设计的“k值带宽法”.该方法考虑了影响调制器带宽的阻抗失配、相速度失配、微波衰减等因素,说明一个优化设计的TW-EAM其带宽可达到140 GHz.     

基于FPGA的能量倍增器相位翻转系统的研制

介绍了基于可编程逻辑门阵列(FPGA)的能量倍增器(SLED)相位翻转系统。该系统主要由微波IQ调制器、FPGA和高速DAC组成。在FPGA的控制下,DAC输出两路双极性脉冲电平信号,加载于调制器的IQ端,将微波连续波输入信号转变为4μs脉冲输出信号,并且在3μs时刻微波相位发生180°跳变。经测试,相位翻转精度为180°±2°,翻转相位的长期稳定度优于±0.5°;相位翻转系统驱动的6台SLED的输出功率增益均超过7dB,最高达到7.54dB,增益的长期稳定度达到±0.1dB。     

无光滤波六倍频微波信号产生的系统设计

基于两个级联偏振调制器,提出了一种高频谱纯度、稳定的六倍频微波信号产生方法。该方法通过适当调整偏振片的偏振方向、射频驱动信号电压和相位,实现无光滤波器条件下、任何波段六倍频微波信号的产生。利用Optisystem平台搭建的仿真系统,以S波段4 GHz信号为例,验证了该设计系统产生的六倍频信号质量,并分析了非理想射频驱动电压和相位对六倍频信号质量的影响,结果表明:该设计系统能产生最大光边带抑制比、射频无杂散抑制比分别为21.3,15.2 dB的六倍频微波信号;且非理想驱动电压和相位差的偏离应控制在理想值5%的范围之内。     

基于微波光子学的高功率微波测量北大核心CSCD

高功率微波(HPM)测量诊断技术是HPM技术研究的一项重要内容。针对HPM测量的现实需求,研究采用微波光子技术建立测量系统,阐述了系统测量原理,并通过仿真对测量系统的性能进行了分析。设计的测量系统采用超宽带、大动态的电光调制器和光电检测器,利用光纤进行远距离遥控测量,消除辐射和传导干扰,最终可达到40GHz的测量带宽和100dB/Hz^(2/3)的无杂散动态范围。     

高Q值跳频带通微波光子滤波器

提出一种基于Lyot-Sagnac滤波器和级联结构的高品质因数跳频带通微波光子滤波器.在该滤波系统中,利用宽带光源和Loyt-Sagnac滤波器原理实现波长间隔可变的连续光载波.利用相位调制器与单模光纤形成第一级单通带微波光子滤波器,光纤环形谐振器作为第二级滤波结构.经两级滤波器级联,实现高品质因数跳频单通带微波光子滤波器.在使用三段保偏光纤的情况下,通过调整偏振控制器的偏振状态,可实现滤波器中心频率在1.012 1GHz,1.214 5GHz,1.416 9GHz,1.619 3GHz,1.821 7GHz之间跳跃.由于采用了级联结构,所设计的滤波器继承了前后两级滤波器的共同优点,故滤波器的滤波特性良好,品质因数最高可达13 155.69;主旁瓣抑制比均在18dB以上,最高达25.51dB.且该装置结构简单,调谐便利.     

雷达对低温微波器件的应用需求分析

分析了雷达系统对低温微波器件的应用需求,从技术原理、关键技术、使用性价比等角度展开论证,并对技术方向与应用前景提出个人观点。分析表明:航天测控类雷达在高灵敏接收领域对低温微波器件应用需求迫切,在X频段系统G/T值可因此提高3.85～7.03倍;在拥挤的P/L/S频段,窄带超导滤波器组能有效改善地面警戒等雷达的抗干扰性能;在V/W等毫米波段,低温微波器件能降低噪声2 dB～5 dB,对毫米波段雷达噪底的降低有重要应用价值。     

外差式微波辐射机及在等离子体装置上电子回旋共振辐射的测量

本文介绍了3cm波段(9.37GHz)及8mm波段(36.6GHz)外差式微波辐射机的研制及利用该辐射机对P.I.G.装置的电子回旋辐射——正常波、非正常波和右旋极化波——进行了测量,并在8mm波段上测量了二次谐波辐射。