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iXblue公司的NIR-MX800-LN和NIR-MPX800是超寬帶的振幅和相位電光調(diào)制器，能夠傳輸波長從780到960nm的光學(xué)信號, 帶寬高達40GHz,。這系列調(diào)制器的芯片會被特別篩選,，已保證780,850和950nm單模傳輸特性,。這款調(diào)制器可以使用在許多應(yīng)用中：

對于通訊和數(shù)據(jù)傳輸，短距離通訊(幾百米,，SR4),，它被集成到調(diào)制模塊中，產(chǎn)生高達56Gb/s的數(shù)據(jù),；另外這系列調(diào)制器也常被用在科研,，冷原子，原子鐘等原子物理中,，他們可提供高的載波抑制,，產(chǎn)生高品質(zhì)的CS-DSB信號(Carrier Suppression Dual Side band signal)。

iXblue調(diào)制器是在近紅外波段的*,，波長覆蓋可從780-1080nm,。 我們這里將介紹制造NIR-MX800-LN和NIR-MPX800-LN調(diào)制器的加工工藝和各種性能指標

調(diào)制器外界因素的干擾

基于鈮酸鋰基底的調(diào)制器的性能取決于很多外部參數(shù)，例如光功率,，溫度和電加載過程,。這些影響產(chǎn)生的結(jié)果分別稱為光折變效應(yīng)(Photo-refractive)，熱釋電效應(yīng)(Pyroelectric),，熱膨脹和應(yīng)力效應(yīng)等,。那么我們該如何做，才能降低上述不希望出現(xiàn)的效應(yīng)呢,？

光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的選擇,，鈮酸鋰調(diào)制器的基底切向：

對于鈮酸鋰調(diào)制器，通?？梢?/span>采取兩種切向的基底,。Z切向（電場施加方向），這種調(diào)制器通常表征為較低的插入損耗和半波電壓Vp,，它的電-光轉(zhuǎn)化的有效性更高,。然而，熱釋電效果很強,，導(dǎo)致調(diào)制器漂移（調(diào)制器傳輸曲線不穩(wěn)定）,，而且一些Z切向的調(diào)制器當測試環(huán)境變化時（例如溫度）非常難以控制。X切向（光波導(dǎo)相對電波導(dǎo)結(jié)構(gòu)對稱）提供略微低于Z切向的電光轉(zhuǎn)換效率(稍高的Vpi和插入損耗),。然而,，X切向的調(diào)制器穩(wěn)定性更好,，漂移被很大的限制,，熱釋電效應(yīng)非常弱,。也就是說，X切向允許得到比Z切向更穩(wěn)定的性能,。

絕大多數(shù)iXblue調(diào)制器是基于X切向,，即使在產(chǎn)品參數(shù)手冊上，我們的光學(xué)或電光參數(shù)看起來不如Z切向的好,，但是可以保證調(diào)制器長時間的穩(wěn)定工作,，插入損耗穩(wěn)定，減少傳輸曲線漂移,。

光波導(dǎo)加工工藝的選擇,，光折變效應(yīng)：

很多的研究已經(jīng)證明了光折變的影響，其中制造工藝是影響光折變效應(yīng)的最大因素,，兩種技術(shù)目前被應(yīng)用：鈦擴散(Ti in-Diffusion)和退火質(zhì)子交換(Annealed Proton Exchange),，這兩種工藝是為了在鈮酸鋰基底上增加波導(dǎo)的折射率。

鈦擴散技術(shù)最被廣泛使用,，主要是光通訊領(lǐng)域（O,C,L波段）,。事實上，這是一種比較容易實現(xiàn)的加工技術(shù),，它在加工過程中可以容易實現(xiàn)較低的光損耗,。然而，這種工藝對于短波長（小于1310nm）展現(xiàn)出更多光折變的影響,。光波導(dǎo)的折射率隨激光功率變化,，表征為調(diào)制器傳輸曲線的漂移，消光比的變差和損耗的增加,。同時,，光折變效應(yīng)隨時間變化，這導(dǎo)致標稱的參數(shù)不再穩(wěn)定,。

退火質(zhì)子交換工藝相比鈦擴散更難以實現(xiàn),。然后，這是為了實現(xiàn)調(diào)制器在近紅外波段工作的最佳技術(shù),。如下圖,，退火質(zhì)子交換工藝的激光閾值要遠遠高于鈦擴散工藝制造出的調(diào)制器。當入射激光功率較高時,，光折變效應(yīng)出現(xiàn)時,，波導(dǎo)的折射率隨時間變化，這將導(dǎo)致調(diào)制器不穩(wěn)定,，消光比的變差和光學(xué)損耗的增加,。

Figure 2 : 插入損耗和消光比的對比,，使用兩個結(jié)構(gòu)相同的調(diào)制器，但是不同的制造工藝,。鈦擴散調(diào)制器參數(shù)隨時間抖動,。左：退火質(zhì)子交換。右：鈦擴散

再一次聲明,，即使在某些廠商的參數(shù)手冊上,，鈦擴散工藝制造出的調(diào)制器在近紅外波段優(yōu)于退火質(zhì)子交換工藝，但是鈦擴散工藝的光折變效應(yīng)會在低激光功率時更早的介入,，器件的性能將不再受控,。所有iXblue近紅外波段的調(diào)制器使用退火質(zhì)子交換工藝，減小光折變的影響,，提供更穩(wěn)定的性能,。

參考 : “Comparison of guided-wave modulators fabricated on LiNbO3 via Ti and APE", R. A. Becker, Applied Phys. Lett. Vol.43, N°2, 1983."

所有iXblue近紅外調(diào)制器都是基于退火質(zhì)子交換工藝，可以保證調(diào)制器長時間的穩(wěn)定工作,。

鈮酸鋰基底的選擇,，光折變效應(yīng)

通過摻雜不同材料的鈮酸鋰基底，光折變效應(yīng)還可以進一步減小,，例如摻雜氧化鎂的鈮酸鋰基底(MgO-LiNbO3),，摻雜的介質(zhì)允許在自由載流子的復(fù)合過程中限制一些不利因素。退火質(zhì)子交換工藝,，加上MgO-LiNbO3能夠提高調(diào)制器的激光閾值,，降低光折變的影響，這對短波長和高入射功率時尤其重要,。

Figure 3 : 使用退火質(zhì)子交換工藝的NIR-MX800-LN調(diào)制器插入損耗隨時間的穩(wěn)定性變化

電光效應(yīng),， 帶寬：

iXblue是光通訊行業(yè)超寬帶調(diào)制器的主要供應(yīng)商之一，波長通常在O,C和L波段,。通過高頻電極的特別設(shè)計,，iXblue開發(fā)了在近紅外波段(780 nm, 850 nm, 930 nm)高達40GHz的超寬帶調(diào)制器，這種調(diào)制器可用來產(chǎn)生上升沿為皮秒數(shù)量級的超短脈沖,。 另一方面,，這種調(diào)制器的阻抗接近50歐姆，降低電子信號的回損,，提高電光轉(zhuǎn)換的有效性,。

消光比：

使用退火質(zhì)子交換技術(shù)制造的光波導(dǎo)在近紅外波段還有其他的好處：

· 如前面所說，降低光折變影響

· 能夠實現(xiàn)偏振片功能,，濾掉雜散偏振態(tài),，提高消光比

iXblue生產(chǎn)*的芯片，提供定制化消光比大于30dB的調(diào)制器

相關(guān)產(chǎn)品：調(diào)制器偏壓控制和驅(qū)動

除了調(diào)制器,，iXblue還提供高頻信號放大器（調(diào)制器驅(qū)動）和控制系統(tǒng)(Modulator Bias controler, 調(diào)制器偏壓控制-MBC). 這個產(chǎn)品對于客戶的應(yīng)用做最大的優(yōu)化：優(yōu)化消光比的穩(wěn)定性,，超短上升沿的脈沖