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高速光调制
电吸收(EA)调制器
:
基本原理
:
■一:
电吸收调制
•所谓电吸收调制,是指用受电脉冲信号控制
•的吸收器,去吸收或不吸收由光源发出的连续
•光波,从而达到使光脉冲流受电脉冲信号码流:
间接控制的目的
•二:
高速光调制器一(EA)调制器
•EA调制器…电吸收半导体光调制器,40Gb/s:
电吸收EA调制器是利用半导体中粒子吸收效应•制作而成光信号调制器件。
结构模式
•
CW激光器
电吸收
热敏元件、背向光二极管
调制器
光脉冲输出
电吸收的特点
■电吸收调制的优点是:
体积小、集成度高、驱动电压低和耗电量少,以及便于与激光器、放大器和光检测器等其它器件集成等优点,已经成为高速光通信系统中的关键器件,在波分复用和时分复用系统中应用广泛当传输速率为2.5Gb/s时,电吸收调制器光源的色散容限值可达12800ps/nnio
提高调制器性能的技术动向
-EAWWWW®40GbitWWOW
实用要求,必须进一步完善其综合性能;
■目前所开展的工作主要体现在以下几个方面:
■使用InP:
Fe衬底,
■缩短调制器长度,
■增多MQW光吸收层的周期数,
■优化MQW光吸收层的材料组分,
■使MQW光吸收层的应变量处于最佳状态,
:
关键技术
■1.缩短调制器吸收区的长度:
降低电容量实现高速调制,
:
但会带来光吸收量变小的副作用
.■2.采用行波电极:
引入TW电极结构的EA调制器,缩短
:
交互作用的长度可有效避免CR对带宽的限制
.■3.采用InP:
Fe衬底材料:
提高工作速率,加速老化试验.评估寿命超过1.7X107h(25C°)
.■4•优化量子阱结构:
能够使EA调制器兼备EA和MZ调制.器的传统优势,体积小、驱动电压低、输出功率大、偏.振賊感性小
.■5.使用FCB技术:
能够使EA调制器芯片与电传输线路之.间的互联长度降至最短,减少EA调制器安装的寄生电
T感
市场状况
厂光调制器是高速、长距离光通信的关键器件;也是最重要的集成光学器件之一
■亠目前,10Gb/s的EA调制器集成模块技术已成熟,正在发展下一代他戒未的』OGb/sE人光询制器集成模块。
行波电极EA调制器与DFBLD的单片集成技术是高速宽带光通信网络系统的最新发展方向。
已有将EA调制器与8个DFB激光器集成旳光源芯片;开发出EA调制器/宽调谐激丸器彙成晃源,)主入电流^75mA时输Hi功率为1.2mW,CW可调范围为41nm,可产生51个不同的波长信道,在整个调谐范围内SMSR>35dBo
国内技术新进展
■由于我国光子集成(PIC)和光电集成(OEIC)器件技术已取得较大突破,在DFB-LD与EA型外调制器集成方面有显著进展,已研制岀2.5G和10Gb/sDFBQWLE+EA调制器PIC组件和单片机光集成器件技来:
■1•中科院半导体所和清华大学研制岀高
速DFB+EA集成光源芯片及模块、单片集成单脊条形EA调制DFB激光器的阀值为26mA,最大光功率可达9mW,消光比特
■2.成都电子科技大学采用X切LN基片湿腐蚀刻槽技术和大厚度电极制作技术,研制出X切LN脊形结构的集成电光MZ波导调制器,大大提咼了调制带宽;
■3•东南大学也研制岀基于行波电极EA调制的高速光脉冲发生模块
q国外光调制器技术新进展
衬在各种调制器技术中,LiNbO3电光(EO)M・Z调制器和电吸收(EA)调制.器是二种倍受关注的竞争技术。
4美国加利福尼亚大学研制出级联行波EA光调制器,通过MOCVD生长技术,
•采用在半绝缘InP衬底上的应变补偿InGnAsP量子阱结构,获得了>・25dBm的.平均光输出功率、・50dB的高消光比和高达30GHz的光开关容量。
这种级联调
•帯I」器配上色散为・6ps/nm的色散补偿光纤(DCF),脉冲可被线性压缩到4.2ps,.适用于>100Gb/sOTDM系统中的光脉冲源。
YCyOptics公司利用InP技术开发出具有36GHz带宽的40G调制器,其尺寸小于1•英寸,功耗只有以前的1/4。
总之,光调制器的发展趋势是实现更高数据率和增加集成密度。
随着光传输系统和网络的复杂性继续增长,光调制器技术将进一步得到发展和提高,并将在光通信中发挥重要的作用。
高速光调制器在脉冲的产生、信号的解复用、数据编码、光互连、波长交换、光分插复用等领域有着广泛的应用,是未来高速光通信系统的核心器件之一,有着极为广阔的引用空间,特别是多量
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