德思特AWG控制電光調制器：推動科技應用新發展的利器

時間：2024-12-2 閱讀：495

一、電光調制有什么用？

如今，基于光學、光子學和脈沖激光以及電光調制器的應用正變得極為流行，最新一代科學家正在為其實際應用開辟新領域，如汽車激光雷達、醫療解決方案、航空航天和國防、量子和激光傳感器。

測試挑戰、上市時間任務和日益苛刻的應用，確定了德思特任意波形和函數發生器是應對這些挑戰的正確選擇，德思特AWG系列提供了靈活性，為工程師提供了產生所有類型脈沖、信號和調制的強大工具。

不同的應用需要不同類型的信號，下面我們報告一些 AWG 應用示例：

● 產生高振幅和高速脈沖來直接驅動電光調制器。

● 生成不同類型的信號和脈沖來為量子光學應用提供激勵。

● 產生脈沖來驅動脈沖激光二極管。

二、內部電光調制器

集成光波導能夠像光纖一樣沿著確定的路徑引導光，波導由折射率高于周圍材料的通道組成。

光通過通道壁的全內反射進行傳導，根據波長、基底折射率、折射率差、通道寬度和深度，可以激發一個或多個橫向振蕩模式。

單模操作非常有趣，因為它對于許多集成光學元件的功能至關重要。集成光學元件通常配備光纖，特別是在光通信技術中。線性電光效應，又稱普克爾斯效應，是一種二階非線性效應，即當施加外部電場時，光學材料的折射率會發生變化，折射率的變化量與電場強度、方向和光的偏振成正比。

制造集成光學調制器的材料是鈮酸鋰 (LiNbO3 )。如果使用長度為 L 的電極將電場施加到波導上，則電極之間區域的折射率會發生變化，從而導致導光發生相移，相移與施加的電壓成線性關系。

德思特AWG控制電光調制器：推動科技應用新發展的利器

這通常相當于幾伏的電壓。在給定的電極幾何形狀下，較長波長的電壓高于較短波長的電壓，例如，在紅光（635 nm）中，電壓預計為 3 V，在電信波長范圍（約 1550 nm）中，電壓預計為 10 V。由于電光響應非常快、控制電壓低以及使用復雜的電極幾何形狀，可以在幾Ghz范圍內實現頻率調制。

將相位調制器插入集成的馬赫-曾德爾（Mach-Zehnder）干涉儀（用于測量光波相位差的物理實驗設備，它由兩塊分束器（beam splitter）和兩塊反射鏡組成。其工作原理基于光的干涉現象）中，形成幅度調制器。施加電壓會導致分支間產生相對相位差，從而通過干涉改變設備輸出端的輸出功率。因此，可以將設備傳輸控制在最小值和最大值之間（Pmin 到 Pmax ）。從開啟狀態切換到關閉狀態或反之亦然，需要相對相位差 π。所需電壓稱為幅度調制器的半波電壓 Vπ。

由于推挽操作，幅度調制器的半波電壓是具有相同電極長度的相位調制器的半波電壓的一半。例如，可以預期在635 nm的紅光中為 1.5 V，在約1550nm的電信波長范圍內為 5 V。

將射頻信號作為調制電壓施加到電極上，該電輸入被轉換成幅度信息。該振幅輸出取決于電壓幅度和形狀，因此與調制器操作點的位置有關。該圖描繪了二進制脈沖電輸入到二進制光輸出信號的傳輸。如果電壓電平不正確，即電壓過高或偏移不正確，則調制器將在二進制操作中對不正確的光輸出電平做出反應，或在模擬操作中對更高的諧波做出反應。