NIR-MX800-LN及NIR-MPX800-LN係列介紹

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

對於通訊和數據（jù）傳輸（shū），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（wài）這係列調製器也常被用在科研，冷原子，原（yuán）子鍾等原子物理中，他們可（kě）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段的最佳選擇，波長覆蓋可從780-1080nm。 我們這裏將介紹製（zhì）造NIR-MX800-LN和NIR-MPX800-LN調製（zhì）器的加工（gōng）工藝和各種性能指標。

調製器外界因素的幹（gàn）擾

基於铌酸鋰基底（dǐ）的調製器的性能取決於很多外部參數（shù），例如光功率，溫度（dù）和電加載過（guò）程。這（zhè）些影（yǐng）響（xiǎng）產生的結果分（fèn）別稱（chēng）為光折變效應(Photo-refractive)，熱釋電效應(Pyroelectric)，熱膨脹和應力效應等。那麽我們該（gāi）如何做，才能降低（dī）上述不希望出現的效應呢？

光波導結構的選擇，铌（ní）酸鋰調製（zhì）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切向（電場施加方向（xiàng）），這種調製（zhì）器通常（cháng）表征為較（jiào）低的插入（rù）損耗和（hé）半波電壓V，它的電（diàn）-光轉化的有效性更高。然而，熱釋電（diàn）效果很強，導致（zhì）調製器漂移（調製器傳輸曲線不穩定），而且一些Z切向的調製器當測（cè）試環境變化時（例如溫度）非常難以控製。X切向（光波導（dǎo）相對電波導結構對稱）提供略微低於Z切向的電光轉換（huàn）效率(稍高的Vpi和插入（rù）損耗)。然而，X切向的調製器穩（wěn）定性更好，漂移被很大的（de）限製，熱釋電效應非常弱。也就是（shì）說（shuō），X切向允許得到比Z切向更穩定（dìng）的性（xìng）能。

絕大多數iXblue調製器是基於X切向（xiàng），即使在產品參數（shù）手冊上，我們的光學或電（diàn）光參數看起來不如（rú）Z切向的好（hǎo），但是可以保（bǎo）證（zhèng）調製器長時間的穩（wěn）定工作，插入損耗穩定，減（jiǎn）少傳輸曲線漂移。

光波導加工工藝的選擇，光折變（biàn）效應：

很多的（de）研究（jiū）已經證明（míng）了光折變的影響，其中製造工藝（yì）是影（yǐng）響光（guāng）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（yì）是為了在铌酸鋰基底上增加波導的折（shé）射（shè）率（lǜ）。

鈦擴散技（jì）術最被廣泛使用，主要是光通訊領域（O,C,L波段）。事實上，這是一種比較容易實現的加工技術，它在加工過程中可以容易實現較低的光損耗。然（rán）而，這種（zhǒng）工藝對於（yú）短（duǎn）波（bō）長（小於1310nm）展現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（biǎo）征為調製器（qì）傳輸（shū）曲線的漂移，消光比的變差和損耗的增（zēng）加。同時，光折變效（xiào）應隨時間（jiān）變化，這導致（zhì）標稱的參數不再穩定（dìng）。

退火質子交（jiāo）換工（gōng）藝相（xiàng）比鈦擴散更（gèng）難以（yǐ）實現。然後，這是為了實（shí）現調製器在近（jìn）紅外波段工作的最佳技術。如（rú）下（xià）圖，退火質子交換工藝的激（jī）光閾值要遠遠高於（yú）鈦擴散工藝製造出的調製器。當入射激光功率較高（gāo）時，光折變效應出現時（shí），波導的（de）折射（shè）率隨時間變化，這將導致調製器不穩定，消光比的變差和光學（xué）損耗的增加（jiā）。

Figure 2 :插入（rù）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（shí）間抖動。左：退火質子交換。右：鈦擴散（sàn）

再一次（cì）聲明，即使在（zài）某些廠（chǎng）商的參數手冊上，鈦擴散工藝製造出的調製器在近紅外波段優於退火質子交換工藝，但是鈦擴散工藝的光折變效應（yīng）會在低激光功率時更早的介入，器（qì）件的性能將不再受控（kòng）。所（suǒ）有iXblue近紅外波段的調製器使（shǐ）用退火質（zhì）子交換工（gōng）藝，減小（xiǎo）光折變的影響（xiǎng），提供更穩定的性能。

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（suǒ）有iXblue近紅外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（shí）間的穩定工作。

铌酸鋰基底的選擇，光折變效應

通過摻雜不同（tóng）材料（liào）的铌酸鋰基底，光折變效應還可以進一步減小（xiǎo），例如摻雜氧化鎂的铌（ní）酸鋰基底(MgO-LiNbO3)，摻（chān）雜的介質允許在自由載流子的複合過程中限製一些不利因素。退火（huǒ）質子交換（huàn）工藝，加上MgO-LiNbO3能夠提高調（diào）製器的激光閾值，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 :使用退火質子交換工藝的NIR-MX800-LN調製器插入損耗隨時間（jiān）的穩定性變（biàn）化

電光效應，帶寬：

iXblue是光通（tōng）訊行業超寬帶調製器的（de）主（zhǔ）要供應商之一，波長通常在O,C和L波段。通過高頻電極（jí）的特別設計，iXblue開發了（le）在近（jìn）紅外波段(780 nm, 850 nm, 930 nm)高達40GHz的超寬帶調製器，這種（zhǒng）調製器可用來（lái）產生上升沿為（wéi）皮秒數量級的超短脈衝。 另一方麵，這種調製器的阻抗接近50歐姆，降低（dī）電子信號的回損，提高電光轉換（huàn）的有效性。

消光比：

使用退火質子交換（huàn）技術製造的光波導在近紅外波段還有其他的好處：

n ·如前麵所說，降低光折變（biàn）影響

n ·能夠實現偏振片功能，濾（lǜ）掉雜散偏振態（tài），提高消光比

iXblue生產最優的芯（xīn）片，提供定製化消光比大於30dB的（de）調製器

相關（guān）產品：調製器偏（piān）壓（yā）控製和驅動

除了調製器，iXblue還提供高頻信號放大器（調製器驅動）和控製係統(Modulator Bias controler,調製器偏壓控（kòng）製-MBC).這個（gè）產品對於（yú）客（kè）戶的應用做最大的優化：優化消光比的穩定性，超短上升沿的（de）脈衝。

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