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【技术分享】 电光调制器综述
来源: | 作者:hltoptical | 发布时间: 2019-05-15 | 4145 次浏览 | 分享到:

       引 言  

     电光调制器作为光纤链路里必不可少的器件,其性能的优略严重影响着系统信号的发射和接收。目前市场上使用最普遍的主要是电光调制器EOM电吸收调制器EAM

电光调制器,特点:插入损耗小、消光比高,调制深度和带宽大。

电吸收调制器,特点:偏振不敏感、小体积(500微米量级)方便与激光器集成

目前长距离光纤通信、微波光子链路和光纤传感、光纤传感和光纤激光器主要使用的还电光调制器。那么电光调制器为啥使用铌酸锂晶体呢?

各类材料属性对比详见下表:

晶体 折射率 电光系数 相对介电常数ε
LiNbO3 2.297/2.208 328 45/20
GaAs 3.42 56 28/43
Inp 3.2 52 12.9
PMMA 1.49 110 2.5

LiNbO3铌酸锂晶体在光损耗、工作带宽和电光(Pockel)效应综合表现来看,无疑是最好的。



◆ 铌酸锂调制器的家族成员 

类型 结构原理图 商用产品
单臂单驱

10G-JDSU-X5

10G-Oclaro-F10

10G-住友-T.MXH1.5-10PD

20G-富士通-FTM7920FBA

40G-富士通-FTM7938EZ

40G-住友-T.MXH1.5-40PD


单臂双驱

10G-住友-T.DKH1.5-10PD
IQ单驱

40G-富士通-FTM7962EP
IQ双驱

40G-富士通-FTM7960EX

40G-住友-T.SBZH1.5-20PD


IQ双驱

40G-富士通-FTM7980EDA
IQ单驱

40G-富士通-FTM7967EQA

100G-富士通-FTM7977HQA

100G-住友-T.SBXH1.5PL-25PD



备注:通常Z切驱动电压小,但其啁啾比较大(大约为±0.7




◆  如何评估其性能优略呢? ◆  


   1、最大工作频率fmax
    该参数主要决定于射频信号在射频线和铌酸锂晶体中传播后,相位在输出端与光信号的相位偏移情况。据报道国外实验室已实现160GHz调制带宽。

2、调制深度η:

3、消光比R:

4、半波电压Vπ:

   静态工作模式半波电压测试如上图。

5、光带宽:调制深度/2

6、模拟带宽:调制深度/√2

7、插入损耗LInsertion

8、啁啾α:

   在光纤通信系统里,负啁啾还是受欢迎的。其大小可以通过瞬时频率随时间变化的大小来表征,也可以利用群延迟色散来衡量。



◆  使用中存在的问题  ◆ 

在实际使用中,为了得到理想的调制效果需要长期稳定的控制偏置点,例如实现高的线性度调制器需要工作在Q点,或者单边带调制中,IQ调制器强度臂需要工作在NULL点,相位臂在Q点,然而外界的温度、外应力,特别是外电场(热电效应),会将其直流偏置点和调制相位发生不同程度的漂移,或快或慢的影响调制效果。因此长时间使用调制器还需要搭配自动偏置点控制器。





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