光纤传输技术的诞生和发展带动了电-光信号相互 转换的需求，以建立从发射端到接收端的完整链路。其中，调制器肩负了把电信号转换为光信号的关键任 务，决定了光信号的质量和链路的传输能力。从早期 的体块电光晶体调制器发展到今天片上集成式、微米尺度的调制器，其速度、功耗、体积、成本等各方面 的性能都获得了极大的提升。如今，社会和科技的发 展仍在持续推动信息技术的进步。特别是近年来人工 智能技术的爆发，尤其是大语言模型的训练，对信息 互连技术提出了更高的要求。为了传输不断生成的海 量训练数据，需要100Tbit/s 到 Pbit/s 量级的超宽带光互连网络。因此，大带宽的光-电转换能力成为不可或缺的硬件技术基座。基于单晶硅材料的电光调制器，自 20世纪 80年代以来，一直是集成光学研究领域中的热点方向，其发展历程比较清晰地呈现出从物理原理、结构设计到工程应用的脉络，同时伴随有各种不同层面的学术创新。硅基电光调制器目前已经在400Gbit/s 以上的高速光模块中得到大规模商用，并且在下一代光互连技术中被寄予厚望。此外，在微波光子、光纤传感等研究领域，硅基电光调制器也开始发挥其紧凑、灵活、低功耗等优势

随着通信数据传输量呈指数级增长，光互连技术取代传统的电互连技术，已成为中长距离低损耗高速传输的主流 技术。光电探测器作为光接收端的核心器件，实际应用对其高速性能的要求越来越高。其中，波导耦合的光电探测器尺 寸小、带宽大，且易与其他光电子器件进行片上集成，是高速光电探测的研究重点。传统高性能的 InGaAs 光电探测器和 发展迅速的 Ge/Si 光电探测器各具特色，是最具代表性的近红外光通信波段光电探测器。主要介绍了这两类波导耦合光 电探测器的研究进展，包括典型的器件结构和性能，以及优化带宽等性能的主要途径。

本文主要 介 绍 两 个 方 面 的 研 究:第 一 是 DML中分布式反馈半导体(DistributedFeedbackLaser,DFB)激 光 器 的 相 关 研 究,面 对 5G 前 传 等 应 用 需 求,无制冷宽温高速 DFB激光器成为研究的重点, 本文将对 DFB激光器已有的理论及成果进行回顾; 第 二 是 超 高 速DML激光器随 着 对 信 息 接 入 量 需 求 的 提升,超高速 DML(≥50GHz)逐渐成为研究重点。

光子集成在未来的超高速光通信、微波信号处理以及量子计算和通信中发挥着重要作用。铌酸锂(LN)是未来集成光子学最有前途的光学材料之一，具有很高的电光系数(r33=27pm/V)、相对大的折射率(no=2.21和ne=2.14)、宽的透明窗口和低光学损耗。由钛向内扩散或质子交换形成的传统LN器件通常由于低折射率对比度(~0.02)而具有弱光学限制的特征，并因此损害了器件性能。相比之下，最近出现的薄膜LN平台受益于更大的折射率对比度，并实现了一系列紧凑和高性能的集成光子器件，包括电光调制器,频率梳，延迟线，激光器，滤光片，声光调制器等等。更重要的是，高达6英寸的高质量LNOI晶圆的商业可用性以及最近的晶圆级器件制造工艺演示，进一步提升了LNOI平台在可扩展性、成本效益和商业就绪性方面的竞争力。光电探测器(PD)是光通信中恢复传输信号、微波光子学中光电转换、大规模光子网络中监测系统偏置点不可或缺的元件[9]。然而，在LNOI平台上集成PDs仍然是一个巨大的挑战，因为LN在可见光和红外波长中固有的高透明度，以及阻止III-V材料在LN上外延生长的晶格失配问题。已经尝试将III-VPDs与LNOI

随着光纤通讯系统的迅猛发展，其对探测器性能的要求与日俱增，目前InGaAs雪崩探测器正在朝着高带宽、高响应度的方向快速发展。响应度是评估光电探测器性能的一个重要参数，通常用于表征光电探测器的光电转换效率，其定义为每单位入射光功率产生的光电流，单位是A/W。雪崩光电探测器（APD）提升带宽的方法之一是减小光敏区的厚度，但较薄的光敏区会导致光子的吸收减少，进而降低器件的响应度。超透镜能够将光敏区以外的入射光会聚至光敏区中，增强光子吸收，从而在保持带宽不下降的前提下，提高响应度。

在光通信领域,激光器及其调制带宽、调制速率对无线光通信至关重要。对半导体激光器信号的调制方式主要有内调制和外调制两种。这两种调制技术具有各自的特点,适用于光纤通信中的不同领域,都是当前重要的研究热点。内调制激光 器又称为直接调制激光器,因其具有高速传输以及低成本的特点,成为目前应用在第五代移动通信技术(5G)前传和数据中心 中的高性价比光源。而外调制激光器不存在光源附加的 Chirp,所以可以有效地克服光纤色散造成的复合二次差拍(CSB)失真。文章在回顾通信激光器及其调制技术发展历程的基础上,介绍了西安理工大学在该领域所做的工作以及取得的主要进 展。针对半导体激光器发生非线性失真的内外因素进行讨论,仿真响应特性各参数、线性化补偿方法以及功率控制系统对光 发射器件输出光源的作用,并分析了温度的起伏对激光器和调制器件输出功率产生的影响。采用折射率椭球基本理论和数 值分析,分别在纵向和横向调制下,讨论出射光强随温度的变化趋势。结果表明,纵向调制下出射光光强随温度的变化趋势 只与铌酸锂(LN)晶体折射率的变化有关;横向调制下出射光光强随温度的变化趋势不仅要受到晶体折射率的影响,还要受到 晶体尺

分布反馈型DFB窄线宽单频激光器 的优点很突出，其谐振腔结构简单，光路器件很少，在抗环境干扰能力和成本控制方面和其他结构的单频光纤激光器相比有不可比拟的优势。在保持分布反馈型DFB窄线宽单频激光器 及其优秀的相位噪声性能的同时，配合低噪声多级光纤放大器，是相干多普勒激光雷达，基于干涉仪的分布式光纤传感，相干激光通信，高功率光谱合成以及相干合成激光器系统，精密测试测量，振动和声波探测，冷原子物理研究等重要应用的理想光源。

光电探测器怎么选？这个问题常会给人带来困扰。在之前的文章中，我们已经基于不同的工作原理和应用场景，介绍了几种常见的光电探测器类型，但这只能帮助我们进行初步筛选。光电探测器的参数能够直观反映其性能的好坏，并直接影响到检测精度。因此，了解光电探测器的参数及其对应的实际应用非常重要。

KG-PM-15-10G 高速相位调制器利用铌酸锂晶体的电光效应，采用先进的钛扩散铌酸锂波导（Z 切）及高频封装等工艺制造，可以实现光信号的高速相位调制。

在光子通信领域，信息的载体光波可以由激光器等光源产 生，然后通过电光效应将信号加载到光波上，携带于光的振幅、频率、偏振态等自由度中，调制后的光信号再 经由光波导进行传递，最后通过探测器接收光并将光信号转变为电信号完成信息的解调与提取。由此可见， 光电探测器在基于铌酸锂平台实现全光集成应用领域处在重要的一环。除了光通信领域，基于 ＬＮ 构建光 电探测器也可以用于各类光电子系统的“ 眼睛” ，在成像和智能感知领域具有不可替代的价值。