基于硅氧化物基底的低电压高带宽薄膜锂汞镶合调制器
光学
2026-04-17 v1
摘要
现代通信网络对传输带宽的不断需求，对低成本、高性能的电光调制器提出了严格要求。集成光子学领域在锂硅氧化物上的显著进展得到了广泛应用。相比之下，基于锂汞镶合的光子集成电路已经商业化应用于无线滤波器，具有 DC 偏移小、光功率处理能力高及折射率低等优势。这些优势使其更适用于构建复杂且密集的光子集成电路，成为下一代集成电光调制器的有前景的材料平台。然而，与广泛研究的薄膜锂硅氧化物平台相比，薄膜锂汞镶合调制器仅已在硅基板上实现。本文报道了首个制造并表征了基于 4 英寸（100 mm）熔融硅玻璃基板的薄膜锂汞镶合电光调制器，以适配低损耗慢速微波电极以提升电光带宽。通过采用慢速电极设计实现微波与光信号的速度匹配，所示调制器实现 3-dB 电光带宽为 64 GHz，低半波电压为 1.53 V，若去除所用谱分偏置，可在测得的 100 GHz 电气带宽下工作。该调制器还表现出低偏置漂移，在 10 mHz 时保持恒定开关电压。这一性能使其在数据传输速率上可与基于石英基板制造的领先锂硅氧化物调制器相当。使用制作的器件，实现了采用 PAM8 调制信号的单轨道数据速率为 440.6 Gbps。
引用
@article{arxiv.2604.14836,
title = {Low voltage and high-bandwidth thin-film lithium tantalate modulator on a silicon dioxide substrate},
author = {Zihan Li and Alexander Kotz and Adrian Schwarzenberger and Christian Koos and Tobias J. Kippenberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.14836},
year = {2026}
}