Подавление дрейфа рабочей точки интегрально-оптических схем на основе ниобата лития

Авторы

  • Алексей Владимирович Сосунов (Alexey V. Sosunov) Пермский государственный национальный исследовательский университет
  • Роман Сергеевич Пономарев (Roman S. Ponomarev) Пермский государственный национальный исследовательский университет
  • Антон Александрович Журавлев (Anton A. Zhuravlev) ПАО "Пермская научно-производственная приборостроительная компания"
  • Сергей Сергеевич Мушинский (Sergey S. Mushinsky) ПАО "Пермская научно-производственная приборостроительная компания"
  • Мариана Кунева (Mariana Kuneva) Институт физики твердого тела академии наук Болгарии

DOI:

https://doi.org/10.17072/1994-3598-2021-2-05-13

Ключевые слова:

ниобат лития, интегрально-оптическая схема, рабочая точка, протонообменные волноводы, припо-верхностный слой, дрейф рабочей точки модулятора

Аннотация

Работа посвящена исследованию дрейфа рабочей точки интегрально-оптических схем на основе протонообменных волноводов, созданных в кристаллах ниобата лития с восстановленной структурой приповерхностного слоя. Восстановление нарушенного приповерхностного слоя проводили с помощью процедуры гомогенизирующего предотжига пластин ниобата лития при температуре 500 °С. Дрейф рабочей точки характеризуется постоянным изменением выходной оптической мощности интегрально-оптических схем при приложении напряжения смещения к электродам или изменении температуры. Показано, что восстановление нарушенного приповерхностного слоя ниобата лития приводит к двукратному снижению кратковременного и долговременного дрейфов рабочей точки интегрально-оптических схем. Исследовано влияние структуры приповерхностного слоя кристалла на дрейф рабочей точки интегрально-оптических схем на основе ниобата лития.

Библиографические ссылки

Noguchi K. Broadband optical modulators: science, technology, and applications / ed. Chen A., Murphy E.J. Boca Raton: CRC Press. 2012. 548 p. DOI: 10.1201/B11444

Rao A., Fathpour S. Compact lithium niobate electrooptic modulators. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2018. vol. 24, no. 4. pp. 1–14. DOI: 10.1109/JSTQE.2017.2779869

Wooten E.L. et al. Review of lithium niobate modulators for fiber-optic communications systems. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2000. vol. 6, no. 1. pp. 69–82. DOI: 10.1109/2944.826874

Nagata H. Long-term DC drift in x-cut LiNbO3 modulators without oxide buffer layer. Optoelectronics IEE Proceedings-IET. 2000. vol. 147, no. 5, 350354. Doi: 10.1049/ip-opt:20000626

Nagata H., Papasavvas N. Bias stability of OC48 x-cut lithium-niobate optical modulators: four years of biased aging test results. Technol. Lett. IEEE. 2003. vol. 15, no. 1. pp. 42–44. DOI: 10.1109/LPT.2002.805866

Hofer L.R. et al. Bias voltage control in pulsed applications for Mach-Zehnder electrooptic intensity modulators. IEEE Trans. Control Syst. Technol. 2017. vol. 25, no. 5. pp. 1890–1895. DOI: 10.1109/TCST.2016.2626276

Yuan X. et al. Any point bias control technique for MZ modulator. Optik. 2019. vol. 178, no. 2018. pp. 918–922. DOI: 10.1016/j.ijleo.2018.10.091

Svarny J. Analysis of quadrature bias-point drift of Mach-Zehnder electro-optic modulator. Pro-ceedings of the 12th Biennial Baltic Electronics Conference. 2010. pp. 231–234. DOI: 10.1109/BEC.2010.5631589

Cho P. S., Khurgin J. B., Shpantzer I. Closed-loop bias control of optical quadrature modulator. IEEE Photonics Technology Letters. 2006. vol. 18, pp. 2209-2211. DOI: 10.1109/LPT.2006.884759

Wang L. L., Kowalcyzk T. A. Versatile bias control technique for any-point locking in lithium niobate Mach–Zehnder modulators. Journal of Lightwave Technology. 2010. vol. 28, pp. 1703–1706. DOI: 10.1109/JLT.2010.2048553

Padmaraju K. C., Chan J., Chen L., Lipson M., Bergman K. Thermal stabilization of a microring modulator using feedback control. Optics Express. 2012. vol. 20, 2799. DOI: 10.1364/OE.20.027999

Bui D.T., Nguyen C.T., Ledoux-Rak I., Zyss J., Journet B. Instrumentation system for determina-tion and compensation of electro-optic modulator transfer function drift. Measurement Science and Technology. 2011. vol. 22, pp. 125105. DOI: 10.1088/0957-0233/22/12/125105

Fu. Y., Zhang X., Hraimel B., Liu T., Shen D. Mach-Zehnder: A Review of Bias Control Tech-niques for Mach-Zehnder Modulators in Photonic Analog Links. IEEE Microwave magazine. 2013. vol. 14, pp. 102-107. DOI: 10.1109/MMM.2013.2280332

Salvestrini J. P. et al. Analysis and Control of the DC Drift in LiNbO3-Based Mach–Zehnder Modulators. J. Light. Technol. 2011. vol. 29, no. 10. pp. 1522–1534. DOI: 10.1109/JLT.2011.2136322

Sosunov A. V., Ponomarev R. S., Yuriev V. A., Volyntsev A. B. Effect of the structure and mechanical properties of the near-surface layer of lithium niobate single crystals on the manufacture of integrated optic circuits. Optoelectronics, In-strumentation and Data Processing. 2017. vol. 53, no. 1. pp. 82–87. DOI: 10.3103/S8756699017010125

Piecha J. et al. Features of surface layer of LiNbO3 as-received single crystals: Studied in situ on treatment samples modified by elevated temperature. Solid State Ionics. 2016. vol. 290, pp. 31–39. DOI: 10.1016/j.ssi.2016.04.001

Sosunov A., Ponomarev R., Semenova O., Petukhov I., Volyntsev A. Effect of pre-annealing of lithium niobate on the structure and optical characteristics of proton-exchanged waveguides. Optical Materials. 2019. vol. 88, pp. 176–180. DOI: 10.1016/j.optmat.2018.11.018

Suchoski P. G., Findakly T. K., Leonberger F. J. Stable low-loss proton-exchanged LiNbO3 waveguide devices with no electrooptic degradation. Opt. Lett., 1988, vol. 13, no. 11. pp. 1050–1052. DOI: 10.1364/OL.13.001050

Sosunov A. V., Ponomarev R. S., Yuriev V. A., Tsiberkin K. B., Volyntsev A. B. Features of structure and mechanical properties LiNbO3. Ferroelectrics. 2017. vol. 506 (1), pp. 24–31. DOI: 10.1080/00150193.2017.1281686

Nagata H. Activation energy of DC-drift of X-cut LiNbO3. Technology, 2000, vol. 12, no. 4, pp. 386–388. DOI: 10.1364/AO.37.008147

Загрузки

Опубликован

2021-06-28

Как цитировать

Сосунов (Alexey V. Sosunov) А. В., Пономарев (Roman S. Ponomarev) Р. С., Журавлев (Anton A. Zhuravlev) А. А., Мушинский (Sergey S. Mushinsky) С. С., & Кунева (Mariana Kuneva) М. (2021). Подавление дрейфа рабочей точки интегрально-оптических схем на основе ниобата лития. Вестник Пермского университета. Физика, (2). https://doi.org/10.17072/1994-3598-2021-2-05-13

Выпуск

№ 2 (2021)

Раздел

Статьи

Лицензия

Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).

Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.

Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.

Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.

Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.

Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.

Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru

Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)