德思特AWG控制電光調(diào)制器：推動科技應(yīng)用新發(fā)展的利器

時間：2024-12-2 閱讀：383

一、電光調(diào)制有什么用？

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

測試挑戰(zhàn)、上市時間任務(wù)和日益苛刻的應(yīng)用，確定了德思特任意波形和函數(shù)發(fā)生器是應(yīng)對這些挑戰(zhàn)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(chǎn)生所有類型脈沖、信號和調(diào)制的強(qiáng)大工具。

不同的應(yīng)用需要不同類型的信號，下面我們報告一些 AWG 應(yīng)用示例：

● 產(chǎn)生高振幅和高速脈沖來直接驅(qū)動電光調(diào)制器。

● 生成不同類型的信號和脈沖來為量子光學(xué)應(yīng)用提供激勵。

● 產(chǎn)生脈沖來驅(qū)動脈沖激光二極管。

二、內(nèi)部電光調(diào)制器

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

光通過通道壁的全內(nèi)反射進(jìn)行傳導(dǎo)，根據(jù)波長、基底折射率、折射率差、通道寬度和深度，可以激發(fā)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(xué)元件的功能至關(guān)重要。集成光學(xué)元件通常配備光纖，特別是在光通信技術(shù)中。線性電光效應(yīng)，又稱普克爾斯效應(yīng)，是一種二階非線性效應(yīng)，即當(dāng)施加外部電場時，光學(xué)材料的折射率會發(fā)生變化，折射率的變化量與電場強(qiáng)度、方向和光的偏振成正比。

制造集成光學(xué)調(diào)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(dǎo)上，則電極之間區(qū)域的折射率會發(fā)生變化，從而導(dǎo)致導(dǎo)光發(fā)生相移，相移與施加的電壓成線性關(guān)系。

德思特AWG控制電光調(diào)制器：推動科技應(yīng)用新發(fā)展的利器

這通常相當(dāng)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(yù)計為 3 V，在電信波長范圍（約 1550 nm）中，電壓預(yù)計為 10 V。由于電光響應(yīng)非?？?、控制電壓低以及使用復(fù)雜的電極幾何形狀，可以在幾Ghz范圍內(nèi)實現(xiàn)頻率調(diào)制。

將相位調(diào)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(shè)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(xiàn)象）中，形成幅度調(diào)制器。施加電壓會導(dǎo)致分支間產(chǎn)生相對相位差，從而通過干涉改變設(shè)備輸出端的輸出功率。因此，可以將設(shè)備傳輸控制在最小值和最大值之間（Pmin 到 Pmax ）。從開啟狀態(tài)切換到關(guān)閉狀態(tài)或反之亦然，需要相對相位差 π。所需電壓稱為幅度調(diào)制器的半波電壓 Vπ。

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

德思特AWG控制電光調(diào)制器：推動科技應(yīng)用新發(fā)展的利器

將射頻信號作為調(diào)制電壓施加到電極上，該電輸入被轉(zhuǎn)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(diào)制器操作點的位置有關(guān)。該圖描繪了二進(jìn)制脈沖電輸入到二進(jìn)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(diào)制器將在二進(jìn)制操作中對不正確的光輸出電平做出反應(yīng)，或在模擬操作中對更高的諧波做出反應(yīng)。