微环调制器,写过很多,Intel、AyarLabs、HP等
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硅调制器用的间接电光效应,Y7T347 铌酸锂、InP和硅调制器到底是个电光效应?
以前写过华为的MZ结构硅光调制器,
Y7T297 拉瓦尔大学&华为:120GBd 32QAM 纯硅调制器
今天写一下华为的硅光微环调制器中的一种特殊四电极结构。
微环调制器,Intel写的比较多,他家有两个版本,早期版本,P电极和N电极分别是下图的①和②,这是直接引出后连在一起的。③和④是加热电极。
第二个版本做了优化,①和②依然是P和N电极,③和④是加热电极,改变了分布结构,P和N调制电极比早期版本更好的接触,主要是因为把加热环移出去,移到波导的上方,就不用占用地方了。增加调制效率以及分离加热区域。
把加热的部分先排除,暂不考虑。那Intel的PN两个接触就是单点引入。
从这里展开正文。
盘状,或者环状,区别不大,主要是脊型波导,和刻蚀后的浅台面做电路通道。
常规工艺,如下,大多数是这个参数,也有其他的。
常规的掺杂,将波导区域做PN型的控制,具体的结的结构可参考这个链接,Y7T336 硅光集成调制器PN结
中间P掺杂,旁边N掺杂,或者倒换是一样的。
P和N之间,既有串联电阻,也有一个结电容,现在大多数光模块的硅调制器是用的反偏的载流子耗尽型设计,反偏下电流很小,主要是结电容起作用,俗称容性阻抗
(不考虑热补偿),普通的三电极设计,是GSG结构
信号那一端,用Bias-T结构来加载直流偏置以及交流的调制信号。
Bias-T的电流,咱们在很多地方见过的。电容可以集成,电阻可以集成,但电感或者磁珠要进行集成就非常的难。
电感和磁珠的区别,可以参考如下链接Y5T32 光模块的EMI为什么选用磁珠而不是电感
华为就用一个电阻,来替代电感和磁珠
替换之后,传统设计就是下图这样。
上图结构,把电阻也集成在硅光芯片里,也就是把bias T的部分匹配电路给集成了。就成了四电极,分别输入GSG的交流调制信号,以及直流偏置。
取消了外围难以集成的电感或磁珠,好处是硅光芯片和驱动芯片就能Flip chip,直接互联。不用很多外围的阻容感了。
劣势就是,会有电信号的反向泄露。电信号是高频的交流信号,以前的Bias T的磁珠和电感是能隔离交流信号的,只输入直流偏置,对交流信号进行隔离。有电感的这种结构起到调制信号都进入调制器,不会反向泄露到直流偏置端。
华为的处理就是,加大直流偏置端的电阻值,降低反向泄露的程度。
这个结构,如果集成两个电阻,可以做四电极的差分驱动。
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