低半波电压铌酸锂薄膜电光调制器仿真与分析

摘要

针对铌酸锂薄膜Mach-Zehnder电光调制器存在半波电压较大的问题,采用有限元法对方向耦合器耦合模理论进行分析,并对电光调制器的关键结构参数进行优化设计.结果表明:两干涉臂光功率差与波导耦合长度呈正弦函数分布,最小波导耦合长度随耦合间距的增大而增大.在调制臂长度为2?cm,?光波长为1550?nm时,仿真计算的半波电压值Vπ为0.9?V,半波电压长度积为1.8?V·cm,消光比达到26?dB.通过调制臂截面分析,得到静电场分量Ex,电位移矢量Dx,以及光模分布,并计算出电光重叠积分因子Γ为0.586.基于上述仿真结果,与以往现有的电光调制器的半波电压(1.4～10.2?V)相比,经优化后的电光调制器的半波电压更低,进而使器件的功耗更低,有利于大规模光电集成.