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和电吸收调制器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是电光调制器。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 |
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单臂双驱 |
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10G-住友-T.DKH1.5-10PD |
IQ单驱 |
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40G-富士通-FTM7962EP |
IQ双驱 |
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IQ双驱 |
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40G-富士通-FTM7980EDA |
双IQ单驱 |
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◆ 如何评估其性能优略呢? ◆
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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