超宽带 (>1 THz) 紧薄膜酸调制器使用分段同轴传输线路

科学领域:

• 光子学和光电学和光电子学.
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 电气工程 电气工程

背景情况:

• 马赫-泽恩德调制器 (MZM) 对于光通信至关重要.
• 传统设计面临带宽和尺寸的限制.
• 薄膜酸 (TFLN) 提供了小型化和高性能的潜力.

研究的目的:

• 介绍一个新的TFLN MZM设计,使用细分同轴传输线 (TL).
• 为了实现超宽带宽和减少设备尺寸.
• 为了优化阻抗匹配以实现紧集成,并最大限度地减少无线电频率 (RF) 损失.

主要方法:

• 使用Lumerical和HFSS进行全波电磁模拟.
• 为TFLN MZMs设计和分析一个细分的同轴TL结构.
• 参数研究改变电极间隙大小 (G) 以优化性能.

主要成果:

• 使用G=5μm的TFLN MZM实现了216GHz的电光带宽 (EO BW) 和带宽与电压比率 (BW/Vπ) 为46.
• 用G=10μm的第二个设计显示了1 THz的带宽,这是TFLN调制器中报告的最高.
• 这种1THz的变体实现了36×36μm2的紧横截面,BW/Vπ为111.

结论:

• 分段同轴TL设计使得超宽带宽和紧的TFLN MZMs.
• 展示的1 THz带宽意味着调制器技术的重大进步.
• 这种方法为未来的通信系统提供了高性能光学调制.