薄膜铌酸锂调制器在高速光模块中的应用

引言

近两年，在光通信领域薄膜铌酸锂成为了一个非常火的话题。铌酸锂也被称之为光学硅。因此有这么一句话“铌酸锂之于光通信，相当于硅之于半导体”。我们都知道硅在电子革命中的重要性，那么是什么让业界如此看好铌酸锂材料呢？

铌酸锂因其电光系数比III V族化合物磷化铟更高，因此调制效率更高，拥有更高的带宽。因此业内非常看好铌酸锂材料。薄膜铌酸锂主要被做成电光调制器，市场上除了薄膜铌酸锂，常见的电光调制器还有磷化铟，硅光等。另外铌酸锂还可以 做相位调制，这使得它在IQ调制的相干光通信中也可以一展拳脚。

热点解析和挑战

今年OFC大会，国外某公司汇报了他们公司薄膜铌酸锂调制器的性能以及生产能力，其电带宽达到了90GHz，驱动电压降至1~2V，符号率可以支持到200G的波特率，可以应用于目前800G IMDD（强度调制直接检查），800G Linear Drive（线性直驱），单波200G直调或相干调制方案。

越是前沿的研究，测试难度越大。薄膜铌酸锂调制器的测试主要集中在时域和频域。时域的测试主要集中在眼图，这时会需要一个高波特率高带宽的信号源和一个高带宽的示波器作为接收机观察电光转换后的信号质量。频域的测试主要是频响和带宽。薄膜铌酸锂的电光带宽已经可以做到90GHz，未来可能会做到更高，这就要求测试设备的光电转化带宽在90GHz以上。因此最大的测试难点如下：

测试设备的带宽能否达到如此高的频率

能否提供完整的测试方案

是德科技的应对

是德科技已经可以为如此高带宽薄膜铌酸锂调制器测试提供完整的解决方案。

图一展示了高带宽薄膜铌酸锂时域测试解决方案。左边的M8199B作为信号源为薄膜铌酸锂提供调制的电信号，右边的光采样示波器作为接收端对调制的光信号进行分析和测试。

M8199B任意波形发生器是基于AXIe机框平台的模块化产品。每通道256GSa/s的采样率以及高达80GHz的模拟带宽可以产生160GBaud甚至更高的符号率的直调信号或者矢量信号. 其最大的差分信号输出幅度达到了5Vpp（100MHz），即使产生128GBaud的高速信号差分输出幅度仍然可以达到2.6Vpp。

N1032B是基于N1000A采样示波器平台的光采样模块。先进的工艺以及技术使其光带宽可以达到惊人的120GHz足以满足当代以及下一代光电产品的测试要求。

△ M8199B任意波形发生器

△N1000A采样示波器（含 N1032B120G 光采样模块）

图一 是德科技薄膜铌酸锂时域解决方案

下图二展示了高带宽薄膜铌酸锂频域测试解决方案。用到的仪器是N4372E光波元器件分析仪。N4372E包括网络分析仪，扩频头，电光以及光电转换光座，因此可以完成无论是电光，光电，电电或者是光光的频域测试，其系统带宽可以达到110GHz。

图二 是德科技薄膜铌酸锂频域解决方案

敲黑板划重点：

应对薄膜铌酸锂调制器的测试，测试仪器的带宽目前达到了什么水平？

1.任意波形发生器发生器目前带宽高达80GHz，采样示波器光带宽高达120GHz.光器件分析仪带宽高达110GHz。

2.完整测试方案在测试结果的溯源性，测试结果的准确性以及测试设备之间的协调性方面提供了更完善的保障。

注：其实，除了上面讲的仪器外， 还有其它仪器可能被用到，包括可调谐激光器，光功率计，可调谐光衰减器，光偏振控制器以及光波长计！

关于是德科技

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审核编辑：汤梓红