针对硅基单端推挽调制器的pn结结电容大、调制效率低的问题，设计出一种基于异型掺杂和槽波导结构的硅基调制器。通过槽波导结构和L型掺杂增大了耗尽区与光场相互作用，与传统脊波导相比，在相同调制效率下，槽波导的结电容降低了24%，带宽提高了32%。采用T型轨道的电极实现阻抗和折射率的匹配，4 V偏压下调制带宽达到42 GHz，实现了峰峰值电压V_pp=2 V驱动下70 Gbit/s的OOK信号调制，眼图消光比达5.2 dB。

In this paper, we propose a new fluorescence emission difference microscopy (FED) technique based on polarization modulation. An electro-optical modulator (EOM) is used to switch the excitation beam between the horizontal and vertical polarization states at a high frequency, which leads to solid- and donut-shaped beams after spatial light modulation. Experiment on the fluorescent nanoparticles demonstrates that the proposed method can achieve ～λ∕4 spatial resolution. Using the proposed system, the dynamic imaging of subcellular structures in living cells over time is achieved.In this paper, we propose a new fluorescence emission difference microscopy (FED) technique based on polarization modulation. An electro-optical modulator (EOM) is used to switch the excitation beam between the horizontal and vertical polarization states at a high frequency, which leads to solid- and donut-shaped beams after spatial light modulation. Experiment on the fluorescent nanoparticles demonstrates that the proposed method can achieve ～λ∕4 spatial resolution. Using the proposed system, the dynamic imaging of subcellular structures in living cells over time is achieved.

提出了一种用于马赫-曾德尔结构（MZ）硅光调制器无抖动的正交（Quad）和最小（Null）偏置点锁定方案。该方案采用了一对差分的光电探测器（MPD）［与输出同向（inphase）的MPD和与输出相差180°（outerphase）的MPD］作为闭环控制信号反馈元件，将这一对差分MPD电流的比值记为归一化光电流，并基于该归一化光电流分别构造了相位偏置在90°的Quad点和180°的Null点的误差函数。对于Quad点锁定，误差函数为归一化比值光电流和差分MPD响应度比值的差值。对于Null点锁定，误差函数为归一化比值光电流相对于热光相移器热功率偏置点的一阶导数，并可通过二阶导数正负号来判定偏置功率的调节方向。从MZ硅光调制器的理论模型出发推导了算法的理论公式，并通过仿真对所提算法进行了验证，验证结果与数学推导公式的结论一致。最后，搭建了53 GBaud四电平脉冲幅度调制（PAM4）测试平台和53 GBaud 二进制相移键控（BPSK）仿真平台验证了所提算法对MZ硅光调制器Quad点和Null点的锁定精度。

高线性度电光调制器主要用于解决微波光子系统中电信号到光信号转化时信号非线性失真的问题，微波光子链路的性能会受到电光调制器线性度的影响。本文首先分析了调制器产生非线性的原理，然后从电学域和光学域两方面概述了国内外提高调制器线性度的研究进展，并着重介绍了MZM串/并联法与微环辅助法的原理与研究进展，最后概述了薄膜铌酸锂在高线性度调制器上的应用，并对薄膜铌酸锂高线性度调制器的应用前景进行了展望。

利用COMSOL软件设计了一种基于S型Y分支SOI脊波导的石墨烯M-Z电光调制器, 并对Y分支波导曲率半径、相位臂长度、芯层间距和输入输出直波导长度等结构参数对调制器的影响进行了分析。在此基础上对电光调制器的性能指标进行了计算和优化, 最终设计出了3dB带宽为143GHz、消光比为15.05dB的硅基石墨烯M-Z电光调制器。

描述了基于同相正交硅基光调制器的自动偏置电压控制算法理论及实现方案。首先比较了硅基光调制器与传统铌酸锂调制器的调制特性,结合同相正交硅基光调制器模型推导出了调制器输出光信号与电场信号的函数关系式,根据此关系式提出了一种基于正弦dither信号注入调制器偏置工作点并解析调制器内置低带宽监控光电二极管反馈信号频域参数的控制方案,并通过数值仿真验证方案的可行性;然后搭建自动偏置电压控制算法的测试平台,通过测试平台得出不同偏置电压条件下I(in-phase)路、Q(quadrature-phase)路与Phase(outer-phase)路调制器内置监控光电二极管的反馈信号波形,并将测试结果与仿真数据进行对比,对比结果验证了本研究假定的同相正交硅基光调制器光电传递函数模型的准确性;最后测试了128 Gb/s双偏振正交相移键控调制格式下偏置电压控制算法的精度,并通过矢量幅度误差指标得到算法所引入的光信噪比代价。

为减小传统激光测距方法中复杂电路系统对脉冲计时或相位比较引起的测距误差, 针对偏振调制激光测距技术, 利用电光调制器中晶体折射率随施加电场线性变化的特性, 将待测物体反射的光脉冲调制成时间的函数, 通过所得偏振光两个垂直方向上的光强比值求解待测距离。在研究其测距原理、距离方程及误差分析的基础上, 推得文中测距方法所能达到理论测距精度的表达式,并分析调制过程中正弦、锯齿、指数三种调制函数对测距精度的影响, 在相同距离范围内, 锯齿函数具有更好的适用性, 正弦函数与指数函数的组合函数具有更高的测距精度。进一步分析正弦函数不同波段对测距精度的影响可知, 采用-?仔/6~?仔/6波段调制时其适用性及测距精度都有很大提高。研究结果对提高偏振调制激光测距精度具有重要意义。