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宽带电光调制器的研究现状与新型硅基混合集成调制器的发展趋势作者：李金野于丽娟刘建国来源：《中兴通讯技术》2017年第05期摘要：雷达、电子对抗、无线通信正向着宽带化、集成化、阵列化的方向快速发展，对电光调制器的带宽、半波电压、尺度等提出了更加苛刻的要求。
分别对铌酸锂、磷化铟、硅基以及聚合物电光调制器进行了剖析，证明单一材料体系已难以满足系统应用需求。
指出硅基混合集成电光调制器融合了多种材料体系的优点，将会对未来微波光子模拟光传输链路和信息处理的发展提供强有力的支撑。
关键词：电光调制器；硅基混合集成；低半波电压；小尺度Abstract： Radar， electronic countermeasure and wireless communication have developed rapidly in the direction of broadband， integration and array， which brings more challenges on bandwidth， half-wave voltage and footprint of the electro-optical modulator. In this paper，modulators based on different material system， including the lithium niobate， indium phosphide，silicon and electro-optical polymer are analyzed， which shows that the single material system is difficult to meet the system application requirements. In this case， a silicon-based hybrid integrated electro-optical modulator combining the advantages of various material systems is proposed， which is expected to provide a strong support for the development of microwave photon analog optical transmission links and information processing.Key words： electro-optic modulator； silicon-based hybrid integration； low half-wave voltage； small scale近年来，雷达与电子对抗、无线通信等信息系统正朝着宽带化、集成化和小型化的方向快速发展。
GaAs-AlGaAs晶体的电光调制性能模拟计算作者：张文芳，刘福华，贺泽民，柳杰来源：《无线互联科技》2022年第12期摘要：基于非线性光学中电光效应的信号调制技术能控制和改变光场的相位和强度分布，利用半导体材料的非线性电光效应的外调制技术能够实现高速数据传输。
GaAs-AlGaAs是常用的电光调制晶体材料，制备工艺成熟价格低廉。
文章分析了电光调制的工作原理，对去除衬底GaAs-AlGaAs的电光调制器有源区的折射率变化以及光强分布等参数进行模拟计算。
结果表明：材料折射率及光强分布随外加电场较为均匀，利用该材料制成的电光调制器有望实现低电压调制下的高速数据传输。
关键词：电光调制;光波导;折射率分布;光强分布0引言光纤通信是当今各种通信网络的主要传输方式。
光纤通信方式中的信号外调制技术，一般通过电光调制器实现电光信号的转换，再将信息经过光纤实现远距离传输[1]。
电光调制器是外调制光纤通信系统中的关键器件，其性能直接影响着光纤通信系统的性能。
随着光纤通信系统用量的逐年增加，对电光调制器的需求同样增长[2-3]。
GaAs-AlGaAs晶体是制造电光调制器件的重要原材料，对该材料的电光调制性能开展模拟计算可以为电光调制器件的设计制造提供初步理论指导，对于电光调制器件性能乃至整個光纤通信系统性能的提高具有重要的意义。
1电光调制工作原理电光调制的工作原理是基于电场对光波传输特性如偏振、相位等的改变[4-5]。
改变外部电场强度及分布，可以实现光波强度、相位、偏振态等的改变，从而实现信号调制功能，这就是电光调制器[6]。
由LiNbO3晶体材料制成的Mach Zehnder（M-Z）电光调制器拥有高的电光系数以及低的偏置电压，而且技术成熟[7]。
目前，其被广泛应用于光纤通信系统中作为高速信号调制器。
M-Z电光调制器的结构由两个Y波导组成。
输入光进入电光调制器后在第一个Y字型分支处将会分成两个相等的光束，分别在两条分路中传播[8-9]。
光波导的一些基本概念平面光波导，英文缩写plc是英文planarlightwavecircuit的缩写，翻译成中文为：平面光波导(技术)。
所谓平面光波导，也就是说光波导位于一个平面内。
正如大家所熟悉的单层电路板，所有电路都位于基板的一个平面内一样。
因此，plc是一种技术，它不是泛指某类产品，更不是分路器！我们最常见的plc分路器是用二氧化硅(sio2)做的，其实plc技术所涉及的材料非常广泛，如玻璃/二氧化硅(quartz/silica/sio2)、铌酸锂(linbo3)、iii-v族半导体化合物(如inp,gaas等)、绝缘体上的硅(silicon-on-insulator,soi/simox)、氮氧化硅(sion)、高分子聚合物(polymer)等。
基于平面光波导技术解决方案的器件包括分路器、星形耦合器、可变光衰减器（VOA）、光开关、交织器和阵列波导光栅（AWG）。
根据不同应用（如响应时间、环境温度等）的要求，这些设备可以由不同的材料系统和加工技术制成。
值得一提的是，这些器件都是光无源器件和独立器件。
它们可以相互组合或与其他有源设备组合，形成具有不同功能的高端设备，如vmux=VOA+AWG、WSS=switch+AWG等（图2）。
这种结合是PLC技术——光子集成电路（PIC）未来的发展方向随着ftth的蓬勃发展，plc(planarlightwavecircuit,平面光路)已经成为光通信行业使用频率最高的词汇之一，而plc的概念并不限于我们光通信人所熟知的光分路器和awg，其材料、工艺和应用多种多样，本文略作介绍。
1.平面光波导材料plc光器件一般在六种材料上制作，它们是：铌酸锂（linbo3）、ⅲ-ⅴ族半导体化合物、二氧化硅（sio2）、soi（silicon-on-insulator,绝缘体上硅）、聚合物（polymer）和玻璃，各种材料上制作的波导结构如图1所示，其波导特性如表1所示。
平面光波导(PLC, planar Lightwave circuit)技术平面光波导(PLC, planar Lightwave circuit)技术随着FTTH的蓬勃发展，PLC(Planar Lightwave Circuit,平面光路)已经成为光通信行业使用频率最高的词汇之一，而PLC的概念并不限于我们光通信人所熟知的光分路器和AWG，其材料、工艺和应用多种多样，本文略作介绍。
1.平面光波导材料PLC光器件一般在六种材料上制作，它们是：铌酸锂（LiNbO3）、Ⅲ-Ⅴ族半导体化合物、二氧化硅（SiO2）、SOI（Silicon-on-Insulator, 绝缘体上硅）、聚合物（Polymer）和玻璃，各种材料上制作的波导结构如图1所示，其波导特性如表1所示。
图1. PLC光波导常用材料铌酸锂波导是通过在铌酸锂晶体上扩散Ti离子形成波导，波导结构为扩散型。
InP波导以InP为称底和下包层，以InGaAsP为芯层，以InP或者InP/空气为上包层，波导结构为掩埋脊形或者脊形。
二氧化硅波导以硅片为称底，以不同掺杂的SiO2材料为芯层和包层，波导结构为掩埋矩形。
SOI波导是在SOI基片上制作，称底、下包层、芯层和上包层材料分别为Si、SiO2、Si和空气，波导结构为脊形。
聚合物波导以硅片为称底，以不同掺杂浓度的Polymer材料为芯层，波导结构为掩埋矩形。
玻璃波导是通过在玻璃材料上扩散Ag离子形成波导，波导结构为扩散型。
表1. PLC光波导常用材料特性2. 平面光波导工艺以上六种常用的PLC光波导材料中，InP波导、二氧化硅波导、SOI波导和聚合物波导以刻蚀工艺制作，铌酸锂波导和玻璃波导以离子扩散工艺制作，下面分别以二氧化硅波导和玻璃波导为例，介绍两类波导工艺。
二氧化硅光波导的制作工艺如图2所示，整个工艺分为七步：1)采用火焰水解法（FHD）或者化学气相淀积工艺（CVD），在硅片上生长一层SiO2，其中掺杂磷、硼离子，作为波导下包层，如图2（b）所示；2)采用FHD或者CVD工艺，在下包层上再生长一层SiO2，作为波导芯层，其中掺杂锗离子，获得需要的折射率差，如图2（c）所示；3)通过退火硬化工艺，使前面生长的两层SiO2变得致密均匀，如图2（d）所示。
光频率介质纤维表面波导Dielectric-fibre surface waveguides for optical frequencies高锟(G.A. Hockham)关键词：光学纤维，波导摘要：折射率高于周围区域的介质纤维是作为在光频段引导传输的可能的介质的一种介电波导形式。
文章中讨论的这种特殊的结构形式是圆的横截面。
用作通信目的的光波导传播模式的选择通常主要考虑损耗特性和信息容量。
文章中讨论了介电损耗，弯曲损耗和辐射损耗并且讨论了与信息容量相关的模式稳定，色散和功率控制，同时也讨论了物理实现方面，也包含 了对对光学和微波波长的实验研究。
主要符号列表：n J = n 阶的第一类贝塞尔函数n K = 2π修正的第二类n 阶的变型贝塞尔函数β = g2λπ，波导的相位系数 n J ' = n J 的一阶导数n K ' = n K 的一阶导数i h = 衰减系数或辐射波数i ε = 相对介电常数0k = 自由空间传播系数a = 光纤半径γ = 纵向传播系数k = 波耳兹曼常数T = 绝对温度，Kc β = 等温可压缩性λ = 波长n = 折射率)(H i υ = 第υ阶Hankel 函数的第i 阶导数υH ' = υH 的导数 υ = 方位角传播系数=21υυj -L = 调制周期下标n 是整数，下标m 是n J = 0的第m 个根。
1. 简介折射率高于周围区域的介质纤维是一种介电波导，它代表了光频段中能量有向传输的一种媒介。
这种结构形式引导电磁波沿着不同折射率区域的特定边界传播，相关电磁场部分在光纤内部分在光纤外。
外部电磁场在垂直于传播方向上是逐渐消失的，以且在无穷远处以近似指数的形式衰减到零。
这种结构经常被称为开放波导，以表面波模式传播。
下面要讨论的是具有圆形截面的特种介质纤维波导。
2．介质纤维波导具有圆形截面的介质纤维能够传输所有的H 0m 模、E 0m 模和HE nm 混合模。
用新型可交联极化聚合物材料制备的脊波导有机电光调制器
(英文)
杨晓红;杜云;殷爱民;石志文;吴荣汉
【期刊名称】《半导体学报：英文版》
【年(卷),期】2001(22)2
【摘要】制备了一种全部以聚合物为波导材料的电光调制器 ,其中芯层为新型可交联极化聚胺脂电光功能材料 .旋涂制备波导薄膜、电晕极化产生非线性、光刻和氧反应离子刻蚀完成脊波导为主要的工艺步骤。
1.3μm光源光纤耦合输入脊波导调制器。
【总页数】4页(P130-133)
【关键词】聚合物;脊形波导;有机电光调制器;可交联极化
【作者】杨晓红;杜云;殷爱民;石志文;吴荣汉
【作者单位】中国科学院半导体研究所国家光电子工艺中心
【正文语种】中文
【中图分类】TN761
【相关文献】
1.有机极化聚合物材料及电光调制器件 [J], 彭强;黄艳;谢明贵
2.聚合物波导电光调制器(英文) [J], 张旭苹;鲁学军;史赞;Ray T.Chen
3.M-Z型极化DANS聚合物电光波导强度调制器研究 [J], 高福斌;杜国同;张平;邢汝冰
4.用于电光调制器怕有机极化聚合物薄膜材料电光系数的透射法测量 [J], 杨晓红;杜云;等
5.Mach-Zehnder型有机极化聚合物电光调制器(英文) [J], 杨晓红;杜云;石志文;吴荣汉
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44真空科学与技术学报CHINESE JOURNAL OF VACUUM SCIENCE AND TECHNOLOGY第41卷第1期2021年1月单晶铌酸锂薄膜光波导的制备研究高琴乔石裙帅垚*杨小妮罗文博吴传贵张万里(电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室成都610054)Fabrication of Ridge-Waveguide with LiN b03Thin Filins：A Methodological StudyG A O Qin,Q I A0Shijun.SHUAI Y a o*,Y A N G Xiaoni.LUO W e n b o.W U O Chuangui,Z H A N G Wanli(S ta te K ey Laboratory o f Electronic Thin F ilm a n d Integrated D evices，U niversity o f Electronic Science a n d Technology o f C h in a, C hengdu610054, C h in a)Abstract The high quality ridge-waveguide,an optical modulator,was fabricated,with 450 n m thick LiNb03coatings on Si-substrate，by Ar+-ion etching and reactive ion etching (R I E)，respectively.The influence of the RIE conditions,including the pressure,C H F3/Ar flow-rate ratio and ICP/RIE power,on the etching rate,etching select i v i t y ratio,roughness/steepness/ /straightness of sidewalls,was investigated with scanning electron microscopy and atomic force microscopy.The results show that the reactive ion-etching outperforms A r+ion-etching,because of much higher etching-selectivity ratio,fairly smoother/steeper/straighter side-walls,in spite of i t s lower etching-rate. Specifically,etched under the optimized conditions and measured in the end-coupling method,the transmission loss of the ridge waveguide (10 m m-long,4 |x m-wide,370 nm-high and dipping at72°) was found to be~5.2 d B/c m.Keywords lithium niobite；A r+irradiation；reactive ion etching；optical waveguide摘要为了优化单晶铌酸锂薄膜光波导的性能，研究了基于单晶铌酸锂薄膜材料的光波导刻蚀工艺。
