1 联合微电子中心有限责任公司， 重庆 401332
2 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室， 成都 610054
3 模拟集成电路国家级重点实验室, 重庆 400060
基于0.13 μm SiGe BiCMOS工艺，设计了一种线性驱动电路。该电路具有高速和大摆幅的优势，能线性驱动行波马赫-曾德尔调制器(TW-MZM)，可满足光通信系统100 Gbit/s单通道的应用需求。驱动电路包括连续时间线性均衡(CTLE)电路、可变增益放大(VGA)电路和基于Cascode结构改进优化的输出级电路，实现了增益可调，且避免发生由较大输出摆幅导致的晶体管击穿。仿真结果表明，电路的-3 dB带宽为43 GHz，其增益在15~25 dB内可调。在56 Gbaud NRZ/PAM4的输入信号下，测得的眼图形状良好，差分输出摆幅峰-峰值达4 V，电路整体功耗为1.02 W，面积为0.33 mm2。
线性驱动电路 超高带宽 增益可调 大摆幅 linear driver ultra-high bandwidth adjustable gain large swing
北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院,北京 100192
为了解决传统多光谱辐射测温仪便携性差和无法测量瞬变温度的问题,采用分光光纤和带通滤光片的分光方法,设计了高速光电响应电路,研制了一台便携式高速多光谱辐射测温仪。结果表明,使用光纤和带通滤光片代替传统的棱镜分光,并与其它硬件封装在一起,可降低系统的复杂度,提高仪器的便携性,组装后仪器总体质量不大于4 kg,体积不大于30 cm×25 cm×25 cm;设计高带宽的光电转换电路并使用高速模数转换芯片、现场可编程门阵列芯片及CYUSB3014芯片进行数字信号的采集和传输,与计算机的通信速率高达100 MHz,使得测温仪能够测量微秒级变化的温度;在参考温度稳定的情况下,测温相对误差低于±2.5%,测温精度较高。这些结果对于提高测温仪的便携性和实现瞬变温度场高精度测温是有帮助的。
测量与计量 便携式高速测温仪 高带宽电路 现场可编程门阵列 高速数字信号处理 measurement and metrology portable high-speed thermometer high-bandwidth circuit field-programmable gate array high-speed digital signal processing
山西大学 物理电子工程学院 山西 太原 030006
宽带光电探测器广泛应用于量子光学和快速量子信息处理实验系统中。本文介绍了一种基于跨阻放大电路的宽带光电探测器, 详细分析了光电探测器的等效噪声模型, 理论上给出了光电探测器的电子学噪声和信号噪声输出特性; 作为比对分析, 同步建立了探测器的PSpice软件仿真模型, 分析了运算放大器的电压噪声、电流噪声以及寄生电容等参数对光电探测器性能的影响。在理论和仿真分析的基础上, 利用增益带宽积为3.9 GHz的低噪声运算放大器OPA847研制了宽带光电探测器, 光电探测器在分析频率100 MHz内的噪声功率谱线比较平坦, -3dB带宽约为110 MHz。
宽带 光电探测器 寄生电容 电压噪声 电流噪声 high bandwidth photodetector parasitic capacitance voltage noise current noise 量子光学学报
2023, 29(1): 010201
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Networks, Department of Electronics, Peking University, Beijing 100871, China
2 Frontiers Science Center for Nano-optoelectronics, Peking University, Beijing 100871, China
High-performance thin film lithium niobate (LN) electro-optic modulators with low cost are in demand. Based on photolithography and wet etching, we experimentally demonstrate a thin film LN Mach–Zehnder modulator with a 3 dB bandwidth exceeding 110 GHz, which shows the potential of boosting the throughput and reducing cost. The fabricated modulator also exhibits a comparable low half-wave voltage-length product of , a high extinction ratio of , and the propagation loss of optical waveguides of . Besides, six-level pulse amplitude modulation up to is successfully achieved.
lithium niobate electro-optic modulator high bandwidth photolithography wet etching Chinese Optics Letters
2022, 20(2): 022502
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of 3D Micro/Nano Fabrication and Characterization of Zhejiang Province, School of Engineering, Westlake University, Hangzhou 310024, China
2 Institute of Advanced Technology, Westlake Institute for Advanced Study, Hangzhou 310024, China
3 Interdisciplinary Graduate School of Engineering Sciences, Kyushu University, 6-1 Kasuga-koen, Kasuga, Fukuoka 816-8580, Japan
Electro-optic (EO) ring resonator modulators have a number of communications and scientific applications, including analog optical links, optical signal processing, and frequency comb generation. Among the EO materials used to fabricate ring modulators, the EO polymer has many promising characteristics, including a high EO coefficient of 100–200 pm/V (3–7 times larger than that of ), an ultrafast EO response time (), a low dielectric constant (3 to 4) with very little dispersion up to at least 250 GHz, and a straightforward spin-coating fabrication process. These inherent characteristics will be able to combine excellent EO properties with simple processing in achieving exceptional performance in a variety of high-speed optical modulation and sensing devices. This review focuses on the research and recent development of ring resonator modulators based on EO polymers. The first part describes the operation principle of EO ring resonator modulators, such as modulation mechanism, EO tunability, and 3 dB bandwidth. Subsequently, the emphasis is placed on the discussion of the ring modulators with EO polymers as the waveguide core and the improvement of EO modulation by using an EO polymer/titanium dioxide hybrid core. At the end, a series of EO polymers on silicon platforms including slot modulators, etching-free modulators, and athermal modulators are reviewed.
electro-optic polymer ring resonator high-bandwidth modulator Chinese Optics Letters
2021, 19(4): 041301
华南理工大学 广东省精密装备与制造技术重点实验室, 广东 广州 510640
针对目前用于原子力显微镜的扫描定位平台带宽低、行程小、耦合性能差等问题, 提出了一种基于柔性梁的高带宽两自由度精密定位平台并对该平台进行了优化设计、仿真验证与实验分析。首先, 提出了以双端固定梁与平行杂交梁为基础的并联柔顺平台, 分别运用卡式第二定理和拉格朗日方程建立了平台刚度和固有频率的数学模型; 然后, 通过最优化理论获取了平台的最高固有频率及最优设计尺寸, 并运用有限元方法验证了优化结果的可靠性; 最后, 搭建了实验系统, 对平台进行了实验研究。实验结果表明: 所设计平台的最大行程为12.950 μm×13.517 μm, 耦合误差小于1.77%, X, Y方向的固有频率分别为12.21和13.50 kHz, 在开环条件下可良好地追踪频率小于1 kHz的三角波, 有效改善了传统扫描定位平台响应慢、行程小、耦合性能差等问题。
精密定位平台 高带宽 优化设计 固有频率 compliant nanopositioning stage high-bandwidth optimization design resonant frequency
北京交通大学 光信息科学与技术研究所, 发光与光信息技术教育部重点实验室, 北京 100044
分析了交直流同时响应的模拟光电探测器设计和制作中的关键问题, 与电压差分光电探测电路相比, 电流差分电路具有工作点始终稳定在零点、有效抵消PIN的噪声电流, 以及无负载电阻的热噪声等优点, 并找到了电流差分电路工作的最佳条件, 制作了探测波长范围为900~1700nm的模拟光探测器, 其信噪比优于35dB, 最小可探测光强为200nW, 响应度为700V/W, 响应带宽达到0~70MHz。
模拟光电探测器 电流差分电路 低噪声 高带宽 analog photoelectric detector current difference circuit low noise high bandwidth
1 中北大学 山西省光电信息与仪器工程技术研究中心，山西 太原 030051
2 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西 太原 030051
弹光调制干涉具调制的干涉光被探测器接收后输出高速变化的微弱电信号，能否将该电信号提取并放大输出对弹光调制-傅里叶变换光谱仪的研制至关重要。通过对调制干涉光进行理论分析，设计一种具有高信噪比和较高带宽的光电转换放大电路，主要由电源电路、光电转换电路、放大电路、理论通频带为100 kHz~3.5 MHz的带通滤波电路组成。实验结果表明：设计的电路能够将探测器输出的最大频率为1.6 MHz的信号放大至670 mV左右，实现了将探测器输出的微弱速变电信号从背景噪声中有效提取与放大，为后续傅里叶变换提供可靠数据。
弹光调制干涉具 高信噪比 高带宽 光电转换 微弱速变电信号 photoelastic modulated interferometer high signal-to-noise ratio high bandwidth photoelectric conversion weak electric signal of rapid change
