行波型光调制器射频接口微带电路的研制

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1、摘要摘要行波型光波导调制器是高速、长距离光纤通信网络系统终端设备和信号处理模块中不可缺少的器件。光调制器的调制特性由调制微波与光波间速率匹配、行波电极的导体损耗以及特性阻抗等参数决定，行波电极和外接微波电路是最关键的影响因素。本文主要分析和研究光调制器中的行波电极及其外接微带电路。第一章根据高速光通信系统的要求和直接调制固有的缺点，介绍了行波型光外调制器，讨论了其工作原理、行波电极以及耦合封装电路等技术。第二章利用长线理论建立电极特性参数传输线模型，分析了相位调制器主要参数，就两类强度调制器的直流和动态工作特性进行了研究，讨论

2、了调制器中微波与光波失配产生机理，并提出了几种改进方案。第三章利用CST软件对调制器中的行波电极进行了模拟仿真，所得结果证实了已研制的调制器行波电极可满足器件性能要求。第四章利用CST软件对行波型光调制器外接微波电路进行了模拟，介绍了外接微带电路、连接器等，分析了同轴连接器的失效机理，模拟分析了微带线几何尺寸对S参数的影响。然后给出了器件试验结果，并与模拟结果进行了对比分析，两者吻合较好。最后提出进一步工作建议。关键词：光调制器耦合封装行波电极微带电路东南入学硕f：论文AbstractOpticalmodulatorsusin

3、gtraveling—waveelectrodesarenecessaryandindispensableforterminalfacilitiesandsignalprocessingmodulesinhi曲-speedandlong—haulopticalfibercommunicationnetworksystems．Themostimportantcharacteristicsrequiredinopticalmodulatorsaremainlydeterminedbythevelocitymatchbetweenm

4、odulatingmicrowaveandmodulatedopticalwave，alowerconductorlossandharacteristicimpedanceoftheelectrodes．Theseparametersareinfluencedhighlybytraveling-waveelectrodesandmicrostripcircuits．Inthisdissertation，thecharacteristicsoftraveling-waveelectrodesandmicrostripcircui

5、tsaremainlyanalyzedandstudied．InChapter1，thetraveling—waveopticalmodulatorsfortherequirementofopticalfibercommunicationswithhi曲speedandmicrowavephotonicsystemswithbroadbandoperationareintroduced，andtheimpactsoftraveling-waveelectrodes，circuitsofcouplingandpackageont

6、heirperformancesarealsodiscussed．InChapter2，thecharacteristicsandparametersoftheelectrodetransmissionlineareestablishedbasedonlong-linetheory．Themainparametersfortheopticalphasemodulatorsareanalyzed，andtheopreratingcharacteristicsintheDCanddynamicstatesfortwotypesof

7、intensitymodulatorsarestudied．Atlastinthischapter，themechanismofvelocitymismatchbetweenthemicrowaveandtheopticalwaveisgivenandthecorrespondingsolutionsareputforward．InChapter3，thetraveling-waveelectrodesoftheopticalmodulatorsaresimulatedbyCST，andthetraveling·waveele

8、ctrodesCanmeettheneedsofthefunctionsofthedevicesthroughtheconsequencesobtainedbysimulations．Inthelastchapter，thedesignandproductionofmicro