一、110GHz电光强度调制器成功研发

       近日，首款国产化110GHz电光强度调制器产品在国家信息光电子创新中心（NOEIC）研制成功，并获多家产业客户验证和订购。

      该调制器以国产薄膜铌酸锂芯片为核心，可在C和L波段工作，具有超高带宽、超高速率、低啁啾、低驱动电压、高线性度等特性，其3dB带宽高达110GHz，是我国首款带宽突破110GHz的电光调制器产品，关键技术指标达到世界先进水平，将广泛应用于光通信、光互连、光计算、光电测试测量、微波光子等宽带光电子信息系统。通常用110GHz光波元件分析仪测试电光调制器频率。

       高速电光调制器的主要功能是将电信号转换为光信号，是光电子系统不可或缺的核心器件。随着光电子信息产业的迅速发展，对电光调制器的带宽、速率上的要求也不断增加。
       目前，我国仅能研制生产带宽40GHz以内的电光调制器产品，而带宽超过67GHz的电光调制器被美日等少数公司垄断，且价格昂贵，严重威胁产业自主发展。

       为尽快补齐 我国高端光电子器件供应链这一短板，国家信息光电子创新中心三年磨一剑，攻克并掌握了超高带宽调制器芯片、RF高性能传输基板、高频电学互连焊接工艺、管壳腔体谐振抑制等关键技术，核心芯片和零部件实现全部国产化，今年相继发布40GHz、60GHz和90GHz三款高带宽光强度调制器产品，近日又成功实现110GHz电光强度调制器的首次国产化，填补了国内空白。该系列产品获得了国内多家产业用户和研究院所的验证和订购，将有效缓解高端光调制器的“卡脖子”问题。  

二、电光调制器常见参数定义

      电光调制器的性能主要由几个参数决定，相对而言，插损、半波电压、带宽和消光比是比较常见的，也是比较经常问到的问题。

1、插损 (Insertion loss-IL)

2、静态消光比(Static Extinction Ratio - SER)

3、动态消光比(Dynamic Extinction Ratio - DER)

4、半波电压 (Vπ) 

（1）直流偏压的半波电压VπDC 的测量(DC 偏压端口)

（2）射频半波电压VπRF的测量(RF 射频端口)：强度调制器、相位调制器、

5、电回损S11（Electrical return loss）及电光带宽S21（Electro-optical  bandwidth）

6、其他一些特殊指标，比如，偏振相关损耗（Polarization Dependent Loss –PDL），偏振消光比（Polarization Extinction Ratio – PER），剩余强度调制（Residual Amplitude Modulation – RAM）

三、110GHz光波元件分析仪测试电光调制器频率

（一）进口110GHz光波元件分析仪推荐

          高速光通信领域中必不可少的组成部分是各种光电器件，例如激光器、光调制器以及光探测器等。除了光电器件之外，还有激光器/调制器驱动电路，光电接收机后面的跨阻放大器（TIA）限幅放大器等等，所有这些器件其设计频率跨度从射频到微波，甚至毫米波波段。其驱动电路形式中既有小信号/低噪声，又包含了大功率电路，而且其模拟信号频率可以高达40GHz (甚至毫米波：60GHz以上)。想要通过优化器件以达到系统极佳工作状态，就必须对这些关键光电有源器件进行高效和准确的测试。

        进口110GHz光波元件分析仪在射频微波领域和光通信领域有长期的测试方案支持历史，并不断更新以满足前沿的测试需求。在射频微波方面提供的网络分析仪测试方案，经历多年发展后推出新的毫米波网络分析仪，可支持900Hz-110GHz全频段的一体化网络分析测试。基于新的毫米波网络分析仪，配套的110GHz光波元件分析仪（LCA）将测试领域拓展到高速光电器件，将光器件测试频段也提升至业界比较高的110GHz范围。

       110GHz光波元件分析仪具有以下特点：

（1）作为一套完整的光波元器件分析仪方案，出厂时已对光测试座和整个分析仪系统进行精密的校准，技术指标可溯源至NIST，可以很好地保证在测试过程中测量参数的精准度和可靠性。

（2）带宽高达110GHz，且支持双端口和四端口配置，可很好地满足一些高速器件的平衡测试。

（3）内置1310nm和1550nm激光器，同时可支持外部光源输入，极大地增加了测试系统的灵活性.

（4）出色的底噪和频响精度：

1、相对频响精度：±0.7dB @ 50GHz ±1.6dB @ 100GHz

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

（5）现场校准过程快速、简单，只需进行网分的电端口校准，可显著提高测试精度和工作效率。

（6）测试系统包含完整的毫米波网络分析仪功能，可灵活扩展网络分析仪的各种测试应用，如放大器/混频器/时域分析/频谱分析等功能。

（7）光波元件分析仪支持自动化控制，可集成探针台和其他光测试设备组成自动化在片测试系统，进行高效的校准和光电芯片批量测试。

（二）国产110GHz光波元件分析仪推荐

       随着5G/6G光通信带来的流量和速率的提升及物联网、云计算带动数据中心的大规模建设，400G光模块已成为下一代光通信网络和新一代数据中心的主流方案，其核心的光芯片带宽从50/67GHz逐步向110GHz演变。为解决大带宽光芯片的频响测试难题，思仪科技突破多项核心技术，重磅推出Ceyear光波元件分析仪(Lightwave Component Analyzer, LCA)，产品调制频率范围覆盖10MHz~110GHz，频率响应重复性±1.2dB，可实现光芯片的带宽、平坦度、电反射等频响参数的测量。

       光芯片研发和生产中，对带宽、电反射等指标的测试，可准确评估芯片的性能。光波元件分析仪依据被测芯片的类型，搭配相应的光电/电光转换模块，采用超宽频带1.0mm同轴连接，构建“微波-电/光-光/电-微波”的测试链路，形成针对电光及光电芯片的频响测试解决方案，如图2为电光芯片（电光调制器芯片）频响测试解决方案。

电光调制器芯片频响测试解决方案

       光波元件分析仪集成电电(E/E)、电光(E/O)、光电(O/E)和光光(O/O)四种测试功能模式，功能模式之间支持一键切换，方便用户结合测试场景，实现电光芯片（EAM、EAL等）、光电芯片（PIN、APD等）、光光芯片（EDFA、SOA等）及电电芯片（放大器芯片、混频器芯片等）频响参数的精准测量，如图3所示，以光电探测器芯片为例，6433P通过搭配探针台、高频探针，利用仪器自带的校准端面管理功能，提取高频探针的s2p文件，将该文件利用射频去嵌入功能，消除探针对测试链路的影响，完成被测件的测量。

探测器芯片测试框图

      通过电光器件S11、S21参数及光电器件S22、S21参数的测试，利用多窗口对比、3dB带宽分析等，用户能获取测试对象各频点的反射参数、传输参数等频响特性，满足科研、产品线等测试需求。                        

探测器芯片的S21曲线

探测器芯片的S22曲线

       光波元件分析仪的调制频率可下探至500Hz，满足用户低频段测试需求；Mini 1Hz的频率分辨率和比较高200001点的测量点数，能够带来更丰富的频点信息和更精细的测量结果；配置四端口机型可实现平衡光发射或光接收芯片对差分增益参数的测试需求；配备的LAN、GPIB远程控制接口及SCPI指令集，为系统集成及自动化测试提供有力的保障。

       光波元件分析仪具有宽频带同轴覆盖、测试功能丰富、一键式快速扫频等优点，具备出色的微波及光电特性。灵活的硬件配置和丰富的软件功能相辅相成，助力用户解决光芯片频响测试难题。