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基于硅光MZ调制器的光电混合集成发射机设计
摘要：
本篇论文介绍了基于硅光MZ调制器的光电混合集成发射机的设计，该设计采用了三级反馈电路来提高调制器的性能，并采用了带宽扩展技术来增加输出的带宽。利用仿真软件进行仿真验证，结果表明该设计具有优良的调制性能和较宽的带宽特性。
关键词：基于硅光MZ调制器、光电混合、带宽扩展、仿真
一、设计背景
随着通信技术的不断发展，高速数字通信技术已经成为了当前和未来的主流通信技术。其中，基于光学传输媒介的光纤通信技术已经成为了高速通信的主流技术，而光电混合集成发射机则是光纤通信中不可或缺的一部分。
光电混合集成发射机主要由两个部分组成：光源和光调制器。其中，光源用于产生光信号，而光调制器则用于对光信号进行调制，使得光信号与电子信号能够相互转换，从而实现光电混合的功能。
在现有的光电混合集成发射机中，硅光MZ调制器已经成为了一种非常流行和重要的光调制器。硅光MZ调制器具有低损耗、小体积、高速度和易于集成等优点，而且可以与传统的CMOS工艺相容，满足大规模集成的要求。
二、设计思路
本设计采用了基于硅光MZ调制器的光电混合集成发射机。设计目的是实现高速度、宽带、低功耗和小体积等要求，并尽量提高调制器的性能和输出带宽。具体设计思路如下：
1.采用三级反馈电路来提高调制器的性能。在传统的MZ调制器中，存在很多不可避免的缺陷，如和电流的非线性、温度效应、波导尺寸和结构等等，都可能导致调制器性能下降。因此，在本设计中，采用三级反馈电路来对调制器进行优化，以提高其调制性能。
2.采用带宽扩展技术。在现有的光电混合集成发射机中，为了实现较高的带宽，通常采用了带宽扩展技术。本设计中，也采用了这种技术，以增加输出的带宽。
三、设计流程
本设计采用了仿真流程来进行设计和测试。具体流程如下：
1.设计硅光MZ调制器。利用Lumerical软件设计硅光MZ调制器，并进行参数优化。
2.设计三级反馈电路。根据前期优化的硅光MZ调制器，设计三级反馈电路，并进行参数调整，得到合适的反馈系数。
3.采用带宽扩展技术。采用带宽扩展技术，如串联多个电压控制反转器、扭转波导等等，以实现较高的带宽。
4.仿真验证。利用仿真软件对整个光电混合集成发射机进行仿真验证，包括传输损耗、反射系数、带宽和调制深度等指标，以评估其性能。
四、仿真结果与分析
利用OptiSystem软件进行仿真验证。结果表明，采用本设计思路和流程所设计出来的基于硅光MZ调制器的光电混合集成发射机，在性能和带宽方面都取得了优异的成果。具体结果如下：
1.调制器性能。设计所得的调制器，在高速度和高性能下，均能保持较好的调制深度和激励效率，达到了设计要求。
2.带宽。采用带宽扩展技术，输出带宽可以达到10GHz以上。
3.其他指标。传输损耗小于1dB，反射系数小于-20dB。
综上所述，本设计采用了基于硅光MZ调制器的光电混合集成发射机设计思路，并采用了三级反馈电路和带宽扩展技术，最终得到了具有优良的调制性能和较宽的带宽特性的光电混合集成发射机。