Highly Efficient Slow‐Light Mach–Zehnder Modulator Achieving 0.21 V cm Efficiency with Bandwidth Surpassing 110 GHz

带宽(计算) 电光调制器 马赫-曾德尔干涉仪 光电子学 物理 光学 材料科学 电信 计算机科学 光调制器 干涉测量 相位调制 相位噪声
作者
Jian Shen,Yong Zhang,Lei Zhang,Jingchi Li,Chenglong Feng,Yongheng Jiang,Hongwei Wang,Xingfeng Li,Yu He,Xingchen Ji,Guofeng Yin,Yonghui Tian,Xi Xiao,Yikai Su
出处
期刊:Laser & Photonics Reviews [Wiley]
被引量:2
标识
DOI:10.1002/lpor.202401092
摘要

Abstract High‐speed electro‐optic modulators are key components in modern communication networks and various applications that require chip‐scale modulation with large bandwidth, high modulation efficiency, and compact footprint. However, fundamental trade‐offs make it challenging to achieve these metrics simultaneously, and thus new methodologies must be explored. To this end, a Mach–Zehnder modulator harnessing slow‐light waveguides and capacitively loaded slow‐wave electrodes are presented on silicon‐nitride‐loaded lithium niobate on an insulator platform. The increased group index and reduced microwave loss significantly improve the modulation efficiency. With the 1‐mm‐length modulation section, a low half‐wave voltage length product V π ·L of 0.21 V cm is obtained, which is one order of magnitude smaller than that of conventional thin film lithium niobate Mach–Zehnder modulators, and a modulation bandwidth of surpassing 110 GHz is achieved. The digital signal processor‐free non‐return‐to‐zero signal and eight‐level pulse amplitude modulation signal of up to 180 and 300 Gbps, respectively, are generated by the modulator, which provides ultra‐large bandwidth, ultra‐high efficiency, and a compact solution for next‐generation electro‐optic systems.
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