Skip to content

WaytoICT

通往ICT之路 · 光通信与AI网络技术解读

登录注册
Menu
  • 首页
  • 技术文章
  • 市场观点
技术文章 光通信 · 硅光 · CPO 技术解读 → 市场观点 财报 · 趋势 · 产业格局 → 深度解析 光芯片,光器件与光模块 → 视频 几分钟看懂一个技术点 →
Menu

基础知识:光电效应与电光效应

Posted on 2026-05-152026-10-18 by 通往ICT之路

聊调制器、光探测器、硅光芯片的技术或原理时,我们常提到光电效应、电光效应。

这俩效应本质都是电子 / 空穴的能量和状态变化,一个空穴,严格对应一个电子的缺失。只是驱动源(光/电)和其最终表现形式不同。

基础知识:光电效应与电光效应

光电效应,简单说就是光简单说就是光照射到材料上,电子吸收光子能量发生能级跃迁,价带中便会留下一个对应的空穴。

基础知识:光电效应与电光效应

如果入射光子的能量足够大,超过了材料的 “逸出功”,电子就能直接挣脱材料表面跑出去,形成可被收集的光生载流子,这就是光电探测器的核心原理。

基础知识:光电效应与电光效应

光电探测器

基础知识:探测器与截止波长

华为:带应力层的 C+L 波段 100G 带宽锗硅光探测器

这里说的逸出功,就是电子要从材料表面 “逃出去” 必须跨过的最低能量门槛,有点像卫星要离开地球,必须达到第二宇宙速度才行。

如果光子能量没那么强,它大于材料的禁带宽度,却小于逸出功,那电子就跑不出材料表面,只能从价带被激发到导带,在材料内部形成自由电子和空穴对。

基础知识:光电效应与电光效应

这种变化会让材料的导电性变强、电阻变小。光敏电阻,就是靠这个原理工作的。

电光效应则是外加电场会改变材料的折射率。

在硅光调制器里,外加偏压会改变硅中自由载流子(电子/空穴)的浓度,而载流子浓度变化,又会直接影响硅的折射率。

基础知识:光电效应与电光效应

可以这么理解:载流子越多,对光的 “阻力” 就越大,光在材料里跑得就越慢。而折射率(n)的定义,就是光在真空中的速度除以光在介质中的速度。

基础知识:光电效应与电光效应

既然折射率变了,光在波导里的传播速度就会变。同样一段距离,光走得快和走得慢,到达终点时的波形就会错开,这就叫相位调制。

再把经过相位调制的两路光,放到 MZI 干涉结构里,相位差就会转化成光强的强弱变化,最终实现我们需要的强度调制。

基础知识:光电效应与电光效应

GlobalFoundries:单波200G的60GHz MZM调制器方案

诺基亚:支持单端/差分驱动的 TFLN 两电极调制器方案

Lightmatter:16 波长 800G BiDi 微环硅光 CPO 方案

不过要注意,不是所有 “电控光” 的效应,都和硅光里的载流子有关。还有一类材料的调制器,它的电光效应完全不依赖载流子。

最典型的就是铌酸锂调制器。它靠的是外加电场直接改变晶体内部的电子云极化分布,也就是泡克尔斯效应,从而改变材料的宏观折射率。

基础知识:光电效应与电光效应

A*Star:8 吋硅基 TFLN 110GHz 调制器量产方案

新易盛:单通道 400G 的 TFLN 1.6T/3.2T 方案

HyperLight/Ciena:TFLN 工艺进展与 Coherent Lite 12.8T XPO 方案

铌酸锂的电光效应好比直接用手扭动海绵的形状, 外力(电场)直接改变材料的结构(电子云分布),从而改变光线通过的路径。

因为整个过程无自由载流子参与、无载流子寿命限制,铌酸锂调制器响应速度快得多。

硅光调制器是靠外加电压注入或耗尽载流子、改变载流子浓度。它和铌酸锂的经典电光效应,虽都能电控光,但物理机理完全不同。

所以严格来说,硅光的载流子色散调制,不怎么算是经典电光效应。

感谢阅读!

若有不准确的地方烦请指正。

基础知识:光电效应与电光效应

若您对半导体/光器件/光模块/光纤通信等感兴趣

欢迎关注我们!

Enjoy this article?

Subscribe to get new optical communication insights delivered to your inbox. Free, unsubscribe anytime.

Category: 技术文章

发表回复

要发表评论,您必须先登录。

订阅更新

订阅后,新文章发布时第一时间收到邮件通知

博主
李东霏
【香农信息技术研究院】

行业报告

光芯片·光器件·光模块 2026 报告汇编(含 OFC 2026)

光芯片 · 光器件 · 光模块
2026 报告汇编(含 OFC 2026)

¥1,900

上/下两册,收录 OFC 2026 一线报告
添加微信 WaytoICT 订购

广告

📢 广告位招商:面向全球光通信客户 侧边栏广告位 Email:Dongfei.li@shannoninstitute.cn

最新文档

  • Marvell and Lumentum to combine:打造 AI 连接品类领导者(投资者演示文稿,2026.11)
  • OPEN NPO 电连接器技术规范(V0.8)
  • DRAM 技术精解(第二版):140 页图解 DDR/LPDDR 的工作原理与关键机制
  • Beyond Copper:AI Scale-up 网络的光互联机会(Dell Technologies)
  • From LPO to NPO to CPO:AI 基础设施的开放光互联路线图(Micas Networks)

标签

CPO OTN 光模块 光纤 800G NPO 空芯光纤 DWDM EML 硅光 PON VCSEL 光引擎 400G WDM LPO 50G PON 共封装光学 OCS ROADM 光交换机 DFB 调制器 OSNR 相干技术 光电探测器 1.6T 全光网 TFLN 光器件与模块

最新评论

  • 爱吃杨梅的大叔:干货很多,现在这么扎实的技术网站不多见了…

最近访客

👥 今日访客 -
加载中…
© 2026 WaytoICT | 蜀ICP备2020035321号-2
微信支付
支付宝
请使用 支付宝 或 微信 扫码支付