The next wave of photonics

薄膜鈮酸鋰LiNbO3

讓電訊號,以光前行。

以薄膜鈮酸鋰的電光特性,探索高速光調變的新可能。大正系統聚焦行波式光調變器研究,面向下一代光通訊的設計與整合。

薄膜鈮酸鋰光調變器概念圖 層狀基板上的兩條光波導與金色行波電極。光分成兩路,在電場作用後重新合併。本圖為概念示意,並非產品照片或製程版圖。 THIN-FILM LiNbO₃ 光波導行波電極薄膜材料平台 OPTICAL WAVEGUIDERF ELECTRODE
01 / TFLN ELECTRO-OPTIC MODULATOR技術概念示意・非實體產品照片
MATERIAL PLATFORM薄膜鈮酸鋰 TFLN
CORE ARCHITECTURE行波式 MZM 光調變器
RESEARCH DIRECTIONO-band 高速光通訊

01 / Material & possibility

讓光的控制,
走進薄膜晶片。

鈮酸鋰(LiNbO3)是一種具備電光效應的材料。施加電場時,它的折射率會改變,因而能控制光在波導中累積的相位。

薄膜鈮酸鋰(Thin-Film Lithium Niobate,簡稱 TFLN)將這項材料特性帶入薄膜波導平台,為緊密的光場侷限、電光交互作用與光子元件整合提供設計空間。

看看電訊號如何控制光

以電場,調控光POCKELS EFFECT

利用線性電光效應改變相位,作為把電訊號轉換成光訊號的核心機制。

薄膜波導平台THIN-FILM INTEGRATION

透過波導與電極配置,研究如何提高光場與電場的有效重疊。

面向高速互連HIGH-SPEED PHOTONICS

把材料、行波電極與系統介面一起考量,探索高速光通訊的應用潛力。

02 / How it works

一束光,兩條路。
一次精準的重新相遇。

馬赫–曾德調變器(Mach–Zehnder Modulator,MZM)將光分成兩路,利用相位差,在合併時改變輸出光強度。

  1. 分光

    輸入的光分成兩路,沿著兩條波導前進。

  2. 調整相位

    行波電極上的電訊號與光沿器件傳播,透過電光效應改變兩路光的相位差。

  3. 干涉輸出

    兩路光重新合併;相位差決定輸出光強度,讓光攜帶電訊號的變化。

MACH–ZEHNDER INTERFEROMETER原理互動示意
MZM 分光、相位調整與合光原理光由左側輸入,分成上下兩路,經電場調整相位後在右側合併。下方按鈕可切換理想化輸出狀態。 電場 → 相位差 Δφ 光輸入光輸出上臂波導下臂波導分光合光 50%
相位差 π/2:理想歸一化光強度為 50%,可作為小訊號調變的操作點。

理想化原理:T = cos²(Δφ/2)。忽略光損耗與不平衡;百分比為相對亮態的光強度,非本公司產品量測值。

03 / Engineering focus

從材料潛力,走向工程設計。

高速調變的表現,取決於光、電與結構的共同設計。我們以模型逐一分析關鍵因素與設計取捨。

01

光與電的速度匹配

研究光波與射頻訊號的傳播速度差異,讓兩者在作用長度內維持有效的電光交互作用。

OPTICAL GROUP INDEX × RF INDEX
02

行波電極與射頻損耗

分析高頻電訊號沿電極傳播時的衰減,評估它對調變響應的影響,作為後續電極設計的依據。

TRAVELING-WAVE ELECTRODE × RF LOSS
03

驅動電壓與作用長度

比較半波電壓 Vπ、電極長度與頻寬的關係,理解低驅動需求與高速響應之間的取捨。

DRIVE VOLTAGE × LENGTH × BANDWIDTH
04

阻抗與整合介面

在模型中納入源端與負載反射;後續將結合封裝互連與量測,逐步評估系統整合需求。

IMPEDANCE × REFLECTION × INTERCONNECT

04 / Looking ahead

連結下一代光通訊。

以 O-band 高速光通訊為主要研發方向,探索從調變元件到光電整合的合作機會。

01 / OPTICAL LINKS主要方向

資料中心光互連

面向 AI 與資料中心的高速互連需求,研究 O-band 光調變技術與鏈路介面。

02 / PHOTONIC INTEGRATION

光子平台整合

關注薄膜鈮酸鋰與其他光子平台的整合方式,以及光耦合與製程介面的設計需求。

03 / MODULE INTERFACES

驅動與封裝協作

逐步釐清驅動器、電極與封裝互連之間的規格與量測需求,為後續模組開發準備。

05 / Research in progress

以可追溯的研究,推進每一步。

目前階段:模型建立與文獻對照
已建立 / MODELING

行波式 MZM 模型

建立靜態光傳輸與小訊號行波模型,分析射頻衰減、速度失配、反射及長度變化。

已展開 / COMPARISON

文獻資料對照

以公開論文的射頻與電光曲線進行模型比較,保留來源與假設,檢視趨勢及尚待釐清的差異。

下一階段 / VALIDATION

設計與量測銜接

補足模態、電磁與製程資料,規劃外部量測及封裝介面,逐步推進實體元件驗證。

本頁介紹研發方向與技術原理。目前成果為等效電路/行波作用模型及文獻對照,尚未完成自製晶片性能與量產驗證;文獻或模擬結果不作為本公司產品規格。研發資訊更新:2026 年 9 月。

技術參考文獻與資料說明
  1. Li et al. “Ultra-broadband near- to mid-infrared electro-optic modulator on thin-film lithium niobate.” Nature Communications (2026). 閱讀論文 ↗
  2. Zhang et al. “Systematic Investigation of Millimeter-Wave Optic Modulation Performance in Thin-Film Lithium Niobate.” arXiv:2206.13835 (2022). 閱讀研究 ↗

公司研發進展依據研發部 2026-09-22 的模型文件與文獻比較紀錄整理。文獻作者之研究成果,與本公司研發進展分開呈現。

Let's explore what's next

一起探索,
光電整合的下一步。

歡迎就高速光調變、光子整合、驅動與封裝介面進行技術交流。來信可提供應用情境、目標波段與合作需求。