低半波电压铌酸锂薄膜电光调制器仿真与分析
2021-11-01王生水魏朝阳
上海理工大学学报 2021年5期
王生水,魏朝阳,姜 晨,高 睿,万 欣
(1. 上海理工大学 机械工程学院,上海 200093;2. 中国科学院 上海光学精密机械研究所,上海 201800)
随着5G网络和微波光子技术的迅速发展,电光调制器成为数据中心光互连和微波光子相控阵雷达核心器件之一。电光调制器的作用是将微波电信号转换为光波光信号,这就对器件重要性能提出了更高的要求,同时为降低系统功耗,便于实现与系统其他部分集成,则需要器件具有更低的半波电压。由于铌酸锂晶体具有铁电、压电、热电、声光、电光、透光范围宽、非线性光学效应等特性,与其他材料制备的电光调制器相比,铌酸锂晶体制备的电光调制器具有损耗低、带宽大、稳定性好等优点。但是,由铌酸锂晶体制作的电光调制器体积和尺寸相对较大、折射率对比波导较低,且对光模限制较弱。近年来,绝缘层上铌酸锂制作的电光调制器的体积和尺寸大大缩小,具有较大的折射率对比波导、较好的光模限制,与传统铌酸锂体材料制作的电光调制器相比,其半波电压相对较低[1-2],但是,在实际制备中仍存在一些不足之处。实际制作的电光调制器由于工艺误差造成较低的消光比,通常只有18 dB,并且半波电压较大,造成的器件功耗较大,不利于大规模光电集成。
Lin等[3]利用飞秒激光辅助化学机械抛光加工级联铌酸锂薄膜MZI型电光调制器,测得半波电压为6.7 V,半波电压长度积为6.7 V·cm;Wu等[4]利用飞秒激光辅助化学机械抛光制备出多功能级联铌酸锂薄膜MZI型电光调制器,测得半波电压为9.7 V,消光比为28 dB,半波电压长度积为9.7 V·cm;……
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