EML芯片前端超低反射膜
eam是electroabsorption modulators的缩写，即电吸收调制器。在无外电场时，调制光波长处于eam吸收曲线外 ，光信号几乎无损失地通过eam；在施加一定电场后，eam的吸收曲线向长波长移动，调制光波长产生强烈吸收。
利用eam的这一特性，当一定功率的光信号通过eam时，在eam上施加不同强度的电信号，可以产生相应不同强度的光信号，实现了对光信号的强度调制。
早期的eam吸收区由体材料制备而成，它是基于franz-keldysh效应：在外电场作用下，价带电子隧穿跃迁到导带的几率大大增加，这等效于吸收区的有效能隙eg减小，根据爱因斯坦关系式eg=hv=hc/λ， eg减小，λ增加，所以吸收区的吸收边发生红移。该类型的eam制作简单、啁啾比直接调制激光器（dml）小，在早期的2.5gb/s长距离传输网中取得了成功的商用。但体材料制备的eam啁啾系数始终是正值，难以取得负的啁啾（因为其陡峭的吸收曲线边缘随着外电场增加迅速变得平缓），无法适应更高速率/更长距离的传输场景；
为了获得更好的传输性能，现在的eam吸收区由多层量子阱制备而成，它的电致吸收边红移是基于量子限制strak效应：当外电场垂直于量子阱时，吸收区红移。这个听起来和franz-keldysh效应类似，但吸收区红移的机制是不一样的。在量子阱中，由于电子-空穴运动受势垒限制，激子变得非常稳定，它可以参与到光的吸收过程中来。（激子简言之，是电子吸收光子后跃迁，但未完全跃迁到导带，它仍与空穴“结合在一起”，还不是自由电子；在体材料的franz-keldysh效应中，不存在量子势垒限制，激子无法稳定存在）。量子阱中光子吸收过程有激子的参与，其能量关系如下图所示：当电场增加时，ee1减小，ehh1减小，eb也减小（激子和自由电子之间的能量差，即激子的结合能），但ee1和ehh1减小幅度大得多，所以hv整体上减小，即吸收波长红移，这就是量子限制strak效应。
基于量子限制strak效应的eam，在电场作用下，其吸收曲线红移的同时，吸收峰强度也在下降，但是其吸收峰边缘还是十分陡峭的，它可以较容易实现很低的甚至是负的啁啾，这对于高速远距离传输至关重要。
------第二：eam中的量子阱------
单层量子阱的厚度：
量子阱的厚度对eam性能影响很大，单层量子阱有较大厚度时，其对光的吸收能力变强，调制效率会增加；但是太厚了，量子限制效应会减弱。基于性能的平衡，单层量子阱厚度一般为9nm左右。
应变量子阱：
无应变量子阱的eam，由于价带能级的不连续性，很容易产生空穴堆积，在光功率达到一定程度时会产生吸收饱和。其结果就是，当eam的反偏电压增加时，eam的带宽会先达到最大值，然后急剧减小。这给eam的性能带来不利影响。通过在量子阱中加入压应变，可以消除载流子堆积，eam的带宽基本不随反偏电压变化。此外应变量子阱更容易实现低的甚至负的啁啾。
-------第三：eml集成芯片---------
eam芯片单独用起来相当不方便，通产将它与dfb集成在一起形成eml集成芯片。dfb与eam的集成有3大关键问题：
dfb与eam之间的高效耦合
dfb的光能够有效传递到eam是进行高效光调制的前提。dfb和eam之间的耦合效率可以通过重叠积分计算。根据重叠积分，实现高效率耦合的条件是 模场匹配 和相位匹配。dfb的波导和eam的波导都是量子阱结构，虽然其量子阱材料、量子阱厚度、量子阱层数不一样，但其模场差别很小，只要dfb波导和eam波导模场相位匹配，就可以达到较高的耦合效率。对于直接对接耦合的波导，要求两波导完全对准，中间无任何对接缺陷。目前的工艺水平，dfb波导与eam波导横向对准偏在50nm以内，纵向波导对接缺陷不超过0.5um，耦合效率在80%左右。
2. dfb与eam之间的电隔离
dfb由正向电流驱动输出恒定的光功率，而eam由反偏电压和调制电压驱动对dfb的光信号进行调制。二者之间通常需要20kω以上的电隔离。如果隔离器电阻不够，eam上的调制电压可能泄露到dfb上，在降低eam的调制效率的同时，还使得dfb驱动电流变化产生额外的啁啾；或者反过来，dfb的电流泄露到eam上，对eam的工作造成不利影响。目前的解决方案是在dfb和eam的对接区的外包层形成浅隔离沟槽，形成约~50um的电隔离区，隔离电阻通常可达50kω以上。
3. eml芯片前端超低反射膜
如果eml芯片前端面反射率过高，反射光会随着eam的on/off调制，对dfb形成调制效应，形成所谓“绝热啁啾”。因此必须严格控制eml芯片前端面的反射。理论计算表明，当eml芯片前端反射率在0.01%以内时候，绝热啁啾可以忽略。对比一下一般的光学表面的增透膜0.2%的反射率水平，eml增透膜的反射率要求在0.01%以内，这是非常有挑战的！除了镀膜以外，有些公司还将eam的波导做成斜的，可进一步降低端面反射率。
------第四：eml芯片的封装特点------
eml芯片封装时是必须带tec温控的，这是因为dfb的温度漂移系数在~0.1nm/℃，而eam的温度漂移系数在~0.5nm/℃，它们之间有~0.4nm/℃的差距。在低温下，dfb波长处于eam吸收区之外，eml还能有较大的光功率输出；随着温度的升高，eam的吸收区将迅速向dfb的波长移动，dfb的光将被大量吸收，再叠加上温度升高引起的dfb本身的功率降低，eml的输出光功率急剧降低（做过数通400g fr4的朋友肯定有经验，所谓uncool eml高温光功率掉7~8db是很常见的）。
tec的存在使得eml芯片能发挥最佳性能，但是其巨大的功耗也令人十分讨厌。去除tec实现eml的uncool封装是目前eml的发展方向。随着温度的变化，实时调整eam的偏置电压，使得eam的吸收区和dfb的工作波长之间的距离维持在稳定水平是一个解决方案。其缺点是温度升高，eam反偏电压变小，eml芯片将有更大的啁啾，（eml芯片的啁啾随反偏电压增加而减小）这对于短距离应用可能没没什么，对于长距离传输影响较大。另一个方案就是合理设计eam的吸收区和dfb的工作波长之间的距离，使得在eml工作温度范围内，eml的输出光功率和消光比都维持在一个较为理想的水平，并且使用 ingaalas材料来提高eml的高温工作特性，但目前无制冷的eml还不是很成熟。
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基于量子限制strak效应的eam，在电场作用下，其吸收曲线红移的同时，吸收峰强度也在下降，但是其吸收峰边缘还是十分陡峭的，它可以较容易实现很低的甚至是负的啁啾，这对于高速远距离传输至关重要。
------第二：eam中的量子阱------
单层量子阱的厚度：
量子阱的厚度对eam性能影响很大，单层量子阱有较大厚度时，其对光的吸收能力变强，调制效率会增加；但是太厚了，量子限制效应会减弱。基于性能的平衡，单层量子阱厚度一般为9nm左右。
应变量子阱：
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-------第三：eml集成芯片---------
eam芯片单独用起来相当不方便，通产将它与dfb集成在一起形成eml集成芯片。dfb与eam的集成有3大关键问题：
dfb与eam之间的高效耦合
dfb的光能够有效传递到eam是进行高效光调制的前提。dfb和eam之间的耦合效率可以通过重叠积分计算。根据重叠积分，实现高效率耦合的条件是 模场匹配 和相位匹配。dfb的波导和eam的波导都是量子阱结构，虽然其量子阱材料、量子阱厚度、量子阱层数不一样，但其模场差别很小，只要dfb波导和eam波导模场相位匹配，就可以达到较高的耦合效率。对于直接对接耦合的波导，要求两波导完全对准，中间无任何对接缺陷。目前的工艺水平，dfb波导与eam波导横向对准偏在50nm以内，纵向波导对接缺陷不超过0.5um，耦合效率在80%左右。
2. dfb与eam之间的电隔离
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