现代光通信技术（Optical Communication technique）是一种以光波为传输媒质的通信方式。随着激光技术的发展，保证了稳定的通信光源，使得光在长距离、低损耗传输成为可能，加快了光通信技术的发展。如今，光纤制备技术的成熟以及低成本的优势，大部分的信息传输由光纤完成，其中电、光间的转换及光网络传输极大地提高了通信效率。光纤通信在信息高速公路的建设中扮演着至关重要的角色，欧美等发达国家已经把光纤通信放在了国家发展的战略地位。光调制器作为光通信系统中的关键器件，其性能的优劣直接影响着光信号的传输质量和系统的稳定性。根据电光调制器期间结构的不同，可以分为体型电光调制器和波导传输型电光调制器。

采用行波电极电光调制器是高速、长距离光纤系统中必不可少的组成部分。

马赫-曾德尔调制器这一名称源自两个分光比为 50/50 的定向耦合器之间放置了一个 Mach-Zehnder 干涉仪，向干涉仪其中一条支路施加电压时，波导材料的折射率会发生变化，并触发正传播的电磁波发生相移。随后，两个波在第二个定向耦合器中再次合并，由于施加的电压产生了相位差，从而实现了振幅的调节。此外，如果调制器的输入和输出端口都连接到其他波导，除了振幅调试器之外，还可以用作空间开关。此时，可以通过调节电压使光在两个输出端口之间转换。

行波电极实际上就是一种传输线结构，以电极作为共面微带传输线，让光波与微波沿共面电极的同一方向传播，且信号以行波的形式加在晶体上使高频电场以行波形式与光波场互相作用，并让光波与调制信号在晶体内时钟具有相同的相速，这样的光波的波前在晶体中受到的调制是相同的，理论上可以消除渡越时间的影响。而传输线相对于集总参数电极能够得到更高频率的传输，进而提高带宽。

采用行波电极结构可以获得高频调制和宽带调制的原理。即调制信号通过传输线以行波形式加到晶体上，使得光波和电调制信号在晶体中以行波形式相互作用，就可以克服集总调制器的某些固有缺陷，实现高调制频率、宽频带调制。

行波电极和集总参数电极的区别在于电极馈电方式和终端负载的不同，行波调制器的电极处于分布参量状态，所以必须使终端负载和输入信号源的阻抗等于电极的特性阻抗。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容

本次行波电极电光调制器的电极设计主要研究Mach-Zehnder型调制器结构的特点，学习电光调制器的结构原理和电光效应的原理，了解各种光波导中光传输的原理和特点，主要分析行波电极对调制器性能的影响，总结电极的设计要求，学习通过软件HFSS计算电极的高频特性与功率匹配；同时利用协同仿真方法提高计算效率，有助于对行波电极进行优化；最后分析带宽，功率匹配特性，总结规律，讨论未来的可能性应用。

2.2 设计的目标

1.简述电光调制器的基本结构，电极形式，重点总结Mach-Zehnder型调制器。

2 对Mach-Zehnder型调制器中的行波电极进行设计，总结规律。

3 分析带宽，功率匹配等特性。