一、110GHz電光強度調(diào)制器成功研發(fā)

      近日，國產(chǎn)化110GHz電光強度調(diào)制器產(chǎn)品在國家信息光電子創(chuàng)新中心（NOEIC）研制成功，并獲多家產(chǎn)業(yè)客戶驗證和訂購。

     該調(diào)制器以國產(chǎn)薄膜鈮酸鋰芯片為核心，可在C和L波段工作，具有超高帶寬、超高速率、低啁啾、低驅(qū)動電壓、高線性度等特性，其3dB帶寬高達110GHz，是我國帶寬突破110GHz的電光調(diào)制器產(chǎn)品，關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)達到水平，將廣泛應(yīng)用于光通信、光互連、光計算、光電測試測量、微波光子等寬帶光電子信息系統(tǒng)。通常用110GHz光波元件分析儀測試電光調(diào)制器頻率。

      高速電光調(diào)制器的主要功能是將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，是光電子系統(tǒng)核心器件。隨著光電子信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，對電光調(diào)制器的帶寬、速率上的要求也不斷增加。
      目前，我國僅能研制生產(chǎn)帶寬40GHz以內(nèi)的電光調(diào)制器產(chǎn)品，而帶寬超過67GHz的電光調(diào)制器被美日等少數(shù)公司壟斷，且價格昂貴，嚴(yán)重威脅產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展。

      為盡快補齊 我國光電子器件供應(yīng)鏈這一短板，國家信息光電子創(chuàng)新中心三年磨一劍，攻克并掌握了超高帶寬調(diào)制器芯片、RF高性能傳輸基板、高頻電學(xué)互連焊接工藝、管殼腔體諧振抑制等關(guān)鍵技術(shù)，核心芯片和零部件實現(xiàn)全部國產(chǎn)化，今年相繼發(fā)布40GHz、60GHz和90GHz三款高帶寬光強度調(diào)制器產(chǎn)品，近日又成功實現(xiàn)110GHz電光強度調(diào)制器的國產(chǎn)化。該系列產(chǎn)品獲得了國內(nèi)多家產(chǎn)業(yè)用戶和研究院所的驗證和訂購，將有效緩解光調(diào)制器的“卡脖子"問題。  

二、電光調(diào)制器常見參數(shù)定義

     電光調(diào)制器的性能主要由幾個參數(shù)決定，相對而言，插損、半波電壓、帶寬和消光比是比較常見的，也是比較經(jīng)常問到的問題。

1、插損 (Insertion loss-IL)

2、靜態(tài)消光比(Static Extinction Ratio - SER)

3、動態(tài)消光比(Dynamic Extinction Ratio - DER)

4、半波電壓 (Vπ)

（1）直流偏壓的半波電壓VπDC 的測量(DC 偏壓端口)

（2）射頻半波電壓VπRF的測量(RF 射頻端口)：強度調(diào)制器、相位調(diào)制器、

5、電回損S11（Electrical return loss）及電光帶寬S21（Electro-optical  bandwidth）

6、其他一些特殊指標(biāo)，比如，偏振相關(guān)損耗（Polarization Dependent Loss –PDL），偏振消光比（Polarization Extinction Ratio – PER），剩余強度調(diào)制（Residual Amplitude Modulation – RAM）

三、110GHz光波元件分析儀測試電光調(diào)制器頻率

（一）110GHz光波元件分析儀推薦

         高速光通信領(lǐng)域中組成部分是各種光電器件，例如激光器、光調(diào)制器以及光探測器等。除了光電器件之外，還有激光器/調(diào)制器驅(qū)動電路，光電接收機后面的跨阻放大器（TIA）限幅放大器等等，所有這些器件其設(shè)計頻率跨度從射頻到微波，甚至毫米波波段。其驅(qū)動電路形式中既有小信號/低噪聲，又包含了大功率電路，而且其模擬信號頻率可以高達40GHz (甚至毫米波：60GHz以上)。想要通過優(yōu)化器件以達到系統(tǒng)更好的工作狀態(tài)，就必須對這些關(guān)鍵光電有源器件進行高效和準(zhǔn)確的測試。

       110GHz光波元件分析儀在射頻微波領(lǐng)域和光通信領(lǐng)域有長期的測試方案支持歷史，并不斷更新以滿足前沿的測試需求。在射頻微波方面提供的網(wǎng)絡(luò)分析儀測試方案，經(jīng)歷多年發(fā)展后推出新的毫米波網(wǎng)絡(luò)分析儀，可支持900Hz-110GHz全頻段的一體化網(wǎng)絡(luò)分析測試。基于新的毫米波網(wǎng)絡(luò)分析儀，配套的110GHz光波元件分析儀（LCA）將測試領(lǐng)域拓展到高速光電器件，將光器件測試頻段也提升至業(yè)界比較高的110GHz范圍。

      110GHz光波元件分析儀具有以下特點：

（1）作為一套完整的光波元器件分析儀方案，出廠時已對光測試座和整個分析儀系統(tǒng)進行精密的校準(zhǔn)，技術(shù)指標(biāo)可溯源至NIST，可以很好地保證在測試過程中測量參數(shù)的精準(zhǔn)度和可靠性。

（2）帶寬高達110GHz，且支持雙端口和四端口配置，可很好地滿足一些高速器件的平衡測試。

（3）內(nèi)置1310nm和1550nm激光器，同時可支持外部光源輸入，極大地增加了測試系統(tǒng)的靈活性.

（4）出色的底噪和頻響精度：

1、相對頻響精度：±0.7dB @ 50GHz ±1.6dB @ 100GHz

2、底噪：50 (100)GHz O/E測試時：-60 (50)dB (A/W)，50 (100)GHz E/O測試時-64 (59)dB (W/A)

（5）現(xiàn)場校準(zhǔn)過程快速、簡單，只需進行網(wǎng)分的電端口校準(zhǔn)，可顯著提高測試精度和工作效率。

（6）測試系統(tǒng)包含完整的毫米波網(wǎng)絡(luò)分析儀功能，可靈活擴展網(wǎng)絡(luò)分析儀的各種測試應(yīng)用，如放大器/混頻器/時域分析/頻譜分析等功能。

（7）光波元件分析儀支持自動化控制，可集成探針臺和其他光測試設(shè)備組成自動化在片測試系統(tǒng)，進行高效的校準(zhǔn)和光電芯片批量測試。

（二）國產(chǎn)110GHz光波元件分析儀推薦

      隨著5G/6G光通信帶來的流量和速率的提升及物聯(lián)網(wǎng)、云計算帶動數(shù)據(jù)中心的大規(guī)模建設(shè)，400G光模塊已成為下一代光通信網(wǎng)絡(luò)和新一代數(shù)據(jù)中心的主流方案，其核心的光芯片帶寬從50/67GHz逐步向110GHz演變。為解決大帶寬光芯片的頻響測試難題，思儀科技突破多項核心技術(shù)，重磅推出Ceyear光波元件分析儀(Lightwave Component Analyzer, LCA)，產(chǎn)品調(diào)制頻率范圍覆蓋10MHz~110GHz，頻率響應(yīng)重復(fù)性±1.2dB，可實現(xiàn)光芯片的帶寬、平坦度、電反射等頻響參數(shù)的測量。

      光芯片研發(fā)和生產(chǎn)中，對帶寬、電反射等指標(biāo)的測試，可準(zhǔn)確評估芯片的性能。光波元件分析儀依據(jù)被測芯片的類型，搭配相應(yīng)的光電/電光轉(zhuǎn)換模塊，采用超寬頻帶1.0mm同軸連接，構(gòu)建“微波-電/光-光/電-微波"的測試鏈路，形成針對電光及光電芯片的頻響測試解決方案，如圖2為電光芯片（電光調(diào)制器芯片）頻響測試解決方案。

電光調(diào)制器芯片頻響測試解決方案

      光波元件分析儀集成電電(E/E)、電光(E/O)、光電(O/E)和光光(O/O)四種測試功能模式，功能模式之間支持一鍵切換，方便用戶結(jié)合測試場景，實現(xiàn)電光芯片（EAM、EAL等）、光電芯片（PIN、APD等）、光光芯片（EDFA、SOA等）及電電芯片（放大器芯片、混頻器芯片等）頻響參數(shù)的精準(zhǔn)測量，如圖3所示，以光電探測器芯片為例，6433P通過搭配探針臺、高頻探針，利用儀器自帶的校準(zhǔn)端面管理功能，提取高頻探針的s2p文件，將該文件利用射頻去嵌入功能，消除探針對測試鏈路的影響，完成被測件的測量。

探測器芯片測試框圖

     通過電光器件S11、S21參數(shù)及光電器件S22、S21參數(shù)的測試，利用多窗口對比、3dB帶寬分析等，用戶能獲取測試對象各頻點的反射參數(shù)、傳輸參數(shù)等頻響特性，滿足科研、產(chǎn)品線等測試需求。                        

探測器芯片的S21曲線

探測器芯片的S22曲線

      光波元件分析儀的調(diào)制頻率可下探至500Hz，滿足用戶低頻段測試需求；Mini 1Hz的頻率分辨率和比較高200001點的測量點數(shù)，能夠帶來更豐富的頻點信息和更精細的測量結(jié)果；配置四端口機型可實現(xiàn)平衡光發(fā)射或光接收芯片對差分增益參數(shù)的測試需求；配備的LAN、GPIB遠程控制接口及SCPI指令集，為系統(tǒng)集成及自動化測試提供有力的保障。

      光波元件分析儀具有寬頻帶同軸覆蓋、測試功能豐富、一鍵式快速掃頻等優(yōu)點，具備出色的微波及光電特性。靈活的硬件配置和豐富的軟件功能相輔相成，助力用戶解決光芯片頻響測試難題。