超高效集成等离子体铌酸锂电光马赫-曾德尔调制器的突破性研究

研究人员通过将亚波长等离子体槽波导与薄膜铌酸锂(TFLN)平台结合，开发出长度仅15μm、调制效率达0.070 V·cm的等离子体TFLN马赫-曾德尔调制器(MZM)，其3-dB电光带宽超过110 GHz，可传输110 Gbaud BPSK信号且误码率低至2.5×10?5，为高速大容量光互连系统提供了革命性解决方案。

　　

这项突破性研究展示了一种革命性的集成光子器件——等离子体增强型铌酸锂电光马赫-曾德尔调制器(EO MZM)。传统薄膜铌酸锂(TFLN)调制器虽然具备优异的电光带宽和紧凑性，但由于电场和光场限制不足，器件尺寸仍需数毫米至厘米量级，严重制约了大规模集成应用。

研究团队创新性地将亚波长等离子体槽波导结构与TFLN平台相结合，实现了突破衍射极限的超强场限制。这种巧妙设计大幅增强了电光(EO)重叠效应和光-物质相互作用，最终创造出仅15微米长的超紧凑器件，却达到了惊人的0.070 V·cm调制效率。

性能测试表明，该等离子体TFLN MZM展现出超过110 GHz的3-dB电光带宽，成功实现了110 Gbaud二进制相移键控(BPSK)信号传输，误码率(BER)低至2.5×10^?5。这种突破性进展为未来超高速、高密度光子集成系统开辟了新途径，在光互连、光计算和光学传感等领域具有重大应用前景。