一、110GHz電光強度調制器成功研發

       近日，首款國產化110GHz電光強度調制器產品在國家信息光電子創新中心（NOEIC）研制成功，并獲多家產業客戶驗證和訂購。

      該調制器以國產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、低驅動電壓、高線性度等特性，其3dB帶寬高達110GHz，是我國首款帶寬突破110GHz的電光調制器產品，關鍵技術指標達到世界先進水平，將廣泛應用于光通信、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。通常用110GHz光波元件分析儀測試電光調制器頻率。

       高速電光調制器的主要功能是將電信號轉換為光信號，是光電子系統不可或缺的核心器件。隨著光電子信息產業的迅速發展，對電光調制器的帶寬、速率上的要求也不斷增加。
       目前，我國僅能研制生產帶寬40GHz以內的電光調制器產品，而帶寬超過67GHz的電光調制器被美日等少數公司壟斷，且價格昂貴，嚴重威脅產業自主發展。

       為盡快補齊 我國高端光電子器件供應鏈這一短板，國家信息光電子創新中心三年磨一劍，攻克并掌握了超高帶寬調制器芯片、RF高性能傳輸基板、高頻電學互連焊接工藝、管殼腔體諧振抑制等關鍵技術，核心芯片和零部件實現全部國產化，今年相繼發布40GHz、60GHz和90GHz三款高帶寬光強度調制器產品，近日又成功實現110GHz電光強度調制器的首次國產化，填補了國內空白。該系列產品獲得了國內多家產業用戶和研究院所的驗證和訂購，將有效緩解高端光調制器的“卡脖子”問題。  

二、電光調制器常見參數定義

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

1、插損 (Insertion loss-IL)

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

3、動態消光比(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)：強度調制器、相位調制器、

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，比如，偏振相關損耗（Polarization Dependent Loss –PDL），偏振消光比（Polarization Extinction Ratio – PER），剩余強度調制（Residual Amplitude Modulation – RAM）

三、110GHz光波元件分析儀測試電光調制器頻率

（一）進口110GHz光波元件分析儀推薦

          高速光通信領域中必不可少的組成部分是各種光電器件，例如激光器、光調制器以及光探測器等。除了光電器件之外，還有激光器/調制器驅動電路，光電接收機后面的跨阻放大器（TIA）限幅放大器等等，所有這些器件其設計頻率跨度從射頻到微波，甚至毫米波波段。其驅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)。想要通過優化器件以達到系統極佳工作狀態，就必須對這些關鍵光電有源器件進行高效和準確的測試。

        進口110GHz光波元件分析儀在射頻微波領域和光通信領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絡分析儀測試方案，經歷多年發展后推出新的毫米波網絡分析儀，可支持900Hz-110GHz全頻段的一體化網絡分析測試?；谛碌暮撩撞ňW絡分析儀，配套的110GHz光波元件分析儀（LCA）將測試領域拓展到高速光電器件，將光器件測試頻段也提升至業界比較高的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進行精密的校準，技術指標可溯源至NIST，可以很好地保證在測試過程中測量參數的精準度和可靠性。

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

（6）測試系統包含完整的毫米波網絡分析儀功能，可靈活擴展網絡分析儀的各種測試應用，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備組成自動化在片測試系統，進行高效的校準和光電芯片批量測試。

（二）國產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網、云計算帶動數據中心的大規模建設，400G光模塊已成為下一代光通信網絡和新一代數據中心的主流方案，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，重磅推出Ceyear光波元件分析儀(Lightwave Component Analyzer, LCA)，產品調制頻率范圍覆蓋10MHz~110GHz，頻率響應重復性±1.2dB，可實現光芯片的帶寬、平坦度、電反射等頻響參數的測量。

       光芯片研發和生產中，對帶寬、電反射等指標的測試，可準確評估芯片的性能。光波元件分析儀依據被測芯片的類型，搭配相應的光電/電光轉換模塊，采用超寬頻帶1.0mm同軸連接，構建“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（電光調制器芯片）頻響測試解決方案。

電光調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，方便用戶結合測試場景，實現電光芯片（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）頻響參數的精準測量，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、S21參數及光電器件S22、S21參數的測試，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、傳輸參數等頻響特性，滿足科研、產品線等測試需求。                        

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，能夠帶來更豐富的頻點信息和更精細的測量結果；配置四端口機型可實現平衡光發射或光接收芯片對差分增益參數的測試需求；配備的LAN、GPIB遠程控制接口及SCPI指令集，為系統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。