마이크로파 특성에 따른 진행파형 전계흡수 변조기의 비선형 모델

Abstract

본 논문에서는 진행파형 전계흡수 변조기 (TW-EAM:traveling-wave electroabsorption modulator)의 선형성을 분석하기 위한 새로운 모델을 제시한다. TW-EAM은 소자의 길이, 마이크로파 손실(microwave loss, ML), 그리고 임피던스 부정합에 의한 내부반사(internal reflection, IR) 등이 소자의 선형성에 영향을 미친다. 소자의 길이의 증가는 혼변조 왜곡 (intermodulation distortion, IMD)이 최소가 되는 전원전압의 크기를 감소시킨다. ML의 증가는 3차 혼변조 왜곡 (third-order IMD, IMD3)의 감소와 동시에 출력신호의 전력도 감소시킨다. IR은 입력주파수의 파장과 소자의 길이에 따라 각기 다른 IMD 특성을 나타낸다. ML 또는 IR에 의한 SFDR (spurious-free dynamic-range)의 변화는 거의 없었으며, TW-EAM의 IR을 이용하면 ML에 의한 신호 전력의 감쇄를 보상해 줄 수 있음도 알 수 있었다. 결과적으로 50 GHz 대역의 RF-광통신용 TW-EAM은 길이가 0.8 mm이고 출력단의 임피던스 부정합을 이용하면서 최소의 손실을 가지는 구조가 적당함을 알 수 있었다

In this paper, we introduce a novel model to analyze the linearity of a TW-EAM (traveling-wave electroabsorption modulator). The device length, microwave loss (ML), and internal reflection (IR) due to impedance mismatch have effect on the linearity of a TW-EAM. The longer devices have characteristics of lower biases with minimum IMDs (intermodulation distortions). ML decreases the output power as well as the IMD value. Internal reflection has different nonlinear characteristics according to the wavelength of the input frequency and the device length. There is little change in SFDR (spurious-free dynamic range) due to ML or IR. As a result, for a 50 GHz band RF-optical communication system, a 0.8 mm-long TW-EAM with the lowest ML would have better properties by using IR, which is caused by impedance,mismatch at the output port.