谐振型电光相位调制及光电探测功能器件的研发及应用

作者：田龙^*; 郑立昂; 张晓莉; 武奕淼; 王庆伟; 秦博; 王雅君; 李卫; 史少平; 陈力荣; 郑耀辉^*

来源：Acta Physica Sinica, 2023, 72(14): 302-310.

• 光电功能器件
• 电光调制
• 光电探测
• 微弱信号提取

针对极微弱信号提取及探测需求,研发高调制深度、低功耗、低半波电压的谐振型电光相位调制(RPM)以及微瓦级、高信噪比谐振型光电探测(RPD)功能器件.基于单端楔角铌酸锂晶体、低噪声光电二极管及低损高Q电子元件组成谐振电路,利用谐振增强原理实现低功耗、高调制深度电光调制及高增益光电探测等;所研发的RPM在最佳调制频点为10.00 MHz时,带宽为225 kHz, Q值为44.4,调制深度为1.435时所需射频驱动电压峰值为8 V; RPM在最佳调制频点为20.00 MHz时,带宽为460 kHz, Q值为43.5,调制深度为1.435时所需射频驱动电压峰值为13 V;将自研的RPD最佳探测频点调节为20.00 MHz,带宽为1 MHz, Q值为20,增益为80 dB@100 μW;利用自研RPM和RPD组成极微弱信号提取链路,在500 mV峰值电压驱动RPM下(调制深度约为0.055),可实现直接输出误差信号信噪比为5.088@10 μW, 34.933@50 μW以及58.7@100 μW.极微弱信号提取链路经过比例积分微分参数优化提升整个反馈控制环路性能及稳定性,为制备高稳定量子光源及超稳激光等领域提供关键器件及技术途径.

• 单位
  电子工程学院; 山西大学; 量子光学与光量子器件国家重点实验室