NIR-MX800-LN及（jí）NIR-MPX800-LN係列（liè）介紹

iXblue公司的NIR-MX800-LN和NIR-MPX800是超寬帶的振幅和相位電（diàn）光調製器，能夠傳輸波長從（cóng）780到960nm的光學信號,帶（dài）寬高達40GHz。這係列（liè）調製器的芯片會被特別篩選，已保（bǎo）證780,850和950nm單模傳輸特性。這款調製（zhì）器可以使（shǐ）用（yòng）在（zài）許多應用中（zhōng）：

對於通訊和數（shù）據傳輸，短距離通訊(幾百米，SR4)，它被集成到調製模塊中，產生高達56Gb/s的數據；另外這係列調製器也常被用在科研，冷原子，原子鍾等原子物理（lǐ）中，他們（men）可提供高的載波抑製，產生高（gāo）品質的CS-DSB信號(Carrier Suppression Dual Side band signal)。

iXblue調製器是在近紅外波（bō）段的最佳選擇，波長覆蓋可從780-1080nm。 我們這裏（lǐ）將介紹（shào）製造NIR-MX800-LN和NIR-MPX800-LN調製器（qì）的加工工藝和各種性能指標。

調製（zhì）器外界因（yīn）素的幹（gàn）擾

基於铌酸鋰基（jī）底（dǐ）的調製器（qì）的性（xìng）能取決於很多外部參數，例如光功率，溫度（dù）和電加載過程。這些影響產生的（de）結果分別稱為光折變效應(Photo-refractive)，熱釋電效應(Pyroelectric)，熱膨脹和應力效應等。那（nà）麽（me）我們（men）該如（rú）何做，才能降低上述不希望出現的效應呢？

光（guāng）波導結構（gòu）的選擇，铌酸鋰調製器的基底切向：

對於铌酸鋰調製器，通常可以采取兩種切向的基底。Z切（qiē）向（電場施加方向），這種調製器通常表征為較低的插入（rù）損耗和半波電壓V，它的電-光轉化的有效性更高。然而，熱釋電效果很強，導致調製器漂移（調製器（qì）傳輸曲線不穩定），而且一些Z切向的調製器當測試環境變（biàn）化時（例如溫度）非常難以控（kòng）製（zhì）。X切向（xiàng）（光波導相對電波導結構對稱）提供略微低於Z切向的電光（guāng）轉換效率(稍高的Vpi和插入損（sǔn）耗)。然而，X切向的調製器穩定性更好，漂移被（bèi）很大（dà）的限製（zhì），熱釋電效應非常弱。也（yě）就是說，X切向允許得到（dào）比Z切（qiē）向更穩定的性能（néng）。

絕大多數iXblue調製器是基於（yú）X切向，即使（shǐ）在產品參數手冊上，我們（men）的光學或電光參數看起來不如Z切向的好，但是可以保證調製（zhì）器長時間的穩定工作，插入損耗（hào）穩定，減少傳輸（shū）曲線漂（piāo）移。

光波導加工工藝的選擇，光折變效（xiào）應：

很多的研究已經證（zhèng）明（míng）了光折變的影（yǐng）響，其中製造工藝是影響（xiǎng）光折變效應的最大因素，兩種技術目前被應用：鈦擴散(Ti in-Diffusion)和退火質子交換(Annealed Proton Exchange)，這兩種工藝是為了在铌酸鋰（lǐ）基（jī）底上增加波導的折射率。

鈦擴散技術（shù）最被廣泛使用（yòng），主要是光通訊（xùn）領域（O,C,L波段）。事實（shí）上，這是一種比較容易（yì）實現的（de）加工技術，它在加工過程中可以容易實現較低的光損耗。然而，這種工（gōng）藝對於短波長（小於1310nm）展現（xiàn）出更多光折變的影響。光波導的折射率（lǜ）隨激光功率變化，表征為調製器（qì）傳輸曲線的漂移（yí），消光比的變差（chà）和損耗的增加。同時，光折變（biàn）效（xiào）應隨時間變化，這導（dǎo）致標稱的（de）參數不再穩定（dìng）。

退火質子交換工藝相比鈦擴（kuò）散更難以（yǐ）實現。然後，這是為了實現調製（zhì）器在近紅外波段工作（zuò）的最佳技術（shù）。如下圖，退火質子交換工藝的（de）激光閾值要遠（yuǎn）遠高於鈦擴散工藝（yì）製（zhì）造出的調製器。當入射激光功率較高時，光折變效應出現時，波導（dǎo）的折射率隨時（shí）間變化，這將導致調製器不穩定，消光比的變差（chà）和光學損耗的增加。

Figure 2 :插入損耗和消光比的對（duì）比，使用兩個結構相同的調製器，但是不同的製造工藝。鈦擴散調製器參數隨時間抖動。左：退火質子交換。右：鈦擴散

再一（yī）次（cì）聲明，即使在某些廠商的參數手冊（cè）上（shàng），鈦擴散工藝製造出的調製器在近（jìn）紅外波段優於（yú）退火質子交換工藝，但是鈦擴散工藝的光折變效應（yīng）會在低激光功率（lǜ）時更早的介入，器件的性能將不再受控。所有（yǒu）iXblue近紅外波段的調製器使（shǐ）用退火（huǒ）質子交換工藝（yì），減小光折變的影響，提供更穩定的性能。

參考（kǎo） : “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（wài）調製器都是基於退火質子交換工藝，可以保證調（diào）製器長時間的穩定工作（zuò）。

铌酸鋰（lǐ）基底的選（xuǎn）擇，光折變效應

通過摻雜不（bú）同材料的（de）铌酸鋰基底，光折變效應還可（kě）以進（jìn）一步（bù）減小，例如摻雜氧化鎂（měi）的铌酸鋰基（jī）底(MgO-LiNbO3)，摻雜的介質允許在自由（yóu）載流子的（de）複合（hé）過程中限製一些不利因素。退火質子交（jiāo）換工藝，加上MgO-LiNbO3能夠提高（gāo）調（diào）製器的激光閾值，降低光折變的影響，這對短波（bō）長和高入射功率時尤其（qí）重要。

Figure 3 :使用退火質子交換工藝的NIR-MX800-LN調製（zhì）器插入損（sǔn）耗（hào）隨時間的穩（wěn）定性變化

電光效應（yīng），帶寬：

iXblue是光通訊行業超寬帶（dài）調製器的主要供應商之一，波長通（tōng）常在O,C和L波段。通過高頻電（diàn）極的特別設計，iXblue開（kāi）發了在近紅外波段(780 nm, 850 nm, 930 nm)高達40GHz的超寬帶調製器，這種調製器可用來（lái）產生上升沿（yán）為（wéi）皮秒數量級的超短脈衝（chōng）。 另（lìng）一方麵，這種調製器的阻抗接近50歐姆，降低電子信號的回損，提高電光轉換的有效性。

消光（guāng）比：

使用退火質子交換技術製造的光波導在近紅外波段還有其（qí）他的好（hǎo）處：

n ·如前麵所說，降低光（guāng）折變影響

n ·能夠實現偏振片功能，濾掉雜散偏振態，提高消光比

iXblue生產最優的芯片，提供定製化消光（guāng）比大於30dB的調製器

相關產品：調製器（qì）偏壓控製（zhì）和驅動

除了調（diào）製器（qì），iXblue還提供高頻信號放大（dà）器（qì）（調製器驅動（dòng））和控製係統(Modulator Bias controler,調製器偏壓控製-MBC).這個產品對於客戶的應用做最大（dà）的優化：優化消光比的穩定性，超短（duǎn）上升沿的脈衝（chōng）。

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