环谐振器基于电光聚合物行波调制器(正文翻译)

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1、环谐振器基于电光聚合物行波调制器(正文翻译)环谐振器基于电光聚合物行波调制器HidehisaTazawa,Member,IEEE,Member,OSA,Ying-HaoKuo,IlyaDunayevskiy,JingdongLuo,AlexK.-Y.Jen,HaroldR.Fetterman,Fellow,IEEE,Fellow,OSA,andWilliamH.Steier,LifeFellow,IEEE,Fellow,OSA作者指出一个环谐振器的行波调制器具有电光聚合物AJL8/APC的带通调制特性特征。行波电极能够使一个7GHz的3dB带宽不

2、受光谱范围控制的谐振器实现大约28GHz的高效调制。通过定义一个等效的半波电压环调制器来评估调制灵敏度。结果表明，调制器在微波和毫米波光子学应用的潜力。指数方面，模拟光链路，电光（EO）调制，电光聚合物，微波光子学，环谐振器，波导调制器。一引言为了满足在光传输系统中容量增加的需求，不仅要大力研究和发展一直执行的数字光纤链路，还有模拟光纤链路。在数字系统或基带操作中有必要为一个调制器在高速通信方面提供很宽的带宽。另一方面，在模拟系统或带通操作中，需要调制器具有载波频率波段内灵敏度高的特性。近来，带通操作【1】【2】引起了对谐振调制的极大兴趣。谐振电

3、极或光学共振以降低操作带宽周围共振频率为代价降低驱动力来增强调制灵敏度。调制环和磁盘微共振是以光学谐振腔【2】-【6】为基础的。光学共振高Q值引起调制效率的提高，但是rf带宽被谐振腔的线宽【7】所限制。在这种基带带宽下或者射频频率等于一个自由光谱范围（RSF）谐振器带宽下的调制器是可操作的。电光聚合物和半导体环谐振器已经证明了【3】-【5】基带运算。基于毫米大小的铌酸锂磁盘谐振器的调制器已经证明【2】【6】微波和毫米波的高效率调制。此外，基于环谐振器的调制可以提供一个高三阶自由互调动态范围，这是在模拟光链路上【8】另一个优越性。在本文中，我们已经

4、证明了电光聚合物环形调制的带通操作。调制器的功能如下：1）在FSC下适度Q光学谐振和调制能够使一个7GHz波段实现大约28GHz的高效调制。2）调制器是一个波导器件，然而以前的基于铌酸锂磁盘谐振器的调制器则采用棱镜耦合来输入输出光。3）【9】分析中放弃电容采用移动电极显示FSR频率的高效调制。二基于环谐振器调制器的灵敏度为了评估实验数据，我们首先通过比较传统电光调制器半波电压Vttof来定义基于环谐振器调制器的灵敏度。环调制器原理图如图1所示。调制器由一个总线波导耦合电光材料的环谐振器组成。幅度的输出Eout由【10】τ给出，τ是环和波导之间恒定

5、的振幅传输，ａ是往返损耗因子，θ为往返的相位移动。（1）一环谐振器（2）。当α=τ，共振时传输为零（θ=0）。这种情况被称为临界耦合，环的损失和耦合损失相等。对于α<τ，谐振器被认定为低于耦合，α>τ，谐振器被认定为超过耦合。透射光相位由参数（1）给出：Θ（θ）=arg（H（θ））。（3）图2显示了环谐振器在超过耦合（α=0.8，τ=0.7）和低于耦合（α=0.8，τ=0.9）下的传输和相位。在这两种情况下，共振和相位传输下降经历了快速变化随着共振相位移动往返。如果一个环谐振腔共振可以电光调谐，那么环谐振腔可用于共振传输坡度大的强制调

6、制器（IM）的使用，或者共振快速变换阶段的相位调制器（PM）的使用。如图3所示，当在一半传输点货最大坡度点环谐振器被偏置时，光输出强度将随着一个小的调制电压强烈调制。由于相位Θ在这些偏置点时有一个斜坡，所以强度调制信号伴随着一个小的相位调制，即一个频率信号[11].另一方面，由于光学共振对称的T(θ)，在PM操作中，调制频率ω下没有调制强度，2ω下有少量调制强度。此外，在PM操作中，光学共振一直光载波。当电压V是一个EO环时，相位移动θ用（4）表示，其中θo是偏置相位，L是环周长，ηo是环形波导的有效折射率，λ是自由的空间光波长，γ是电光系数，ɡ

7、是电极差，Γ是电光重叠积分。电压V0π产生相位移动π在一个谐振器往返行程里，同时也是一个单条交互长度L的马赫增德尔调制器的Vπ。Voπ由材料和器件结构参数给出。在IM操作中，一个环形调制的灵敏度等同于Vimπ，通过比较一个环形调制器斜坡传输

8、dT/dV

9、max来定义，如【7】一个MZ调制器。(5)。光共振调制灵敏度提高是2×

10、dT/dθ

11、倍。例如，以条件α=τ=0.8（临界耦合）。结果Vimπ=0.35VVoπ当θo=0.082π时，这是最高点坡度。显而易见，随着一个带宽牺牲较高精度谐振调制带来较大提高调制。在PM操作中，并不是简单地定义一个参数

12、Vπ，因为传输功率取决于菜蔬α，τ。在临界耦合条件下，相位斜率Θ，

13、dΘ/dθ

14、θ=0是无穷的以及透射率T（0）变为零。因此，我们PM必