iXblue | 低頻下鈮酸鋰調制器的應用

LiNb03調制器因其高達70GHz的寬帶性能而得到廣泛應用，使其成為高數據速率光通信和高頻模擬通信的器件。

然而，它們也經(jīng)常被用在1GHz以下的低頻率下使用。LiNb03相調制器在低頻與其他技術(shù)的器件相比也有很強的優(yōu)勢，因為其緊湊、易用、低驅動(dòng)電壓。因此，它們是即使在頻率范圍為數Hz至MHz的應用中也應考慮：

-用Pound Drever Hall (PDH)技術(shù)鎖定一個(gè)激光器的頻率

-合成多個(gè)相干光束

-為了產(chǎn)生更多的邊帶和光譜展寬

-為了穩定大型光纖干涉儀的頻率

-等等...

用戶(hù)嘗試使用含有高和低頻率的信號調制LiNb03相位調制器時(shí)，典型情況是：低重頻和短脈寬的脈沖信號，或者長(cháng)脈沖持續時(shí)間的脈沖信號，必須非常謹慎?！案邘?相位調制器，這里“高帶寬"通常意味著(zhù)>1GHz，在這種調制信號下表現得不是非常好。

其原因是為了獲得良好的高帶寬性能，調制器的微波阻抗匹配接近50歐姆，在波導射頻線(xiàn)的末端連接終端負載電阻，以減少或避免射頻電反射。因此，一個(gè)較高的電流通過(guò)射頻電極，由于焦耳效果導致局部溫度升高。當重復周期或脈沖持續時(shí)間變得比熱效應的時(shí)間常數還要長(cháng)的時(shí)候（通常在1kHz或以下），然后，電極和波導的物理性質(zhì)會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的推移而發(fā)生變化，溫度升高和降低過(guò)程會(huì )導致不必要的相位漂移。因此標準的5GHz，10GHz或20 GHz相位調制器，并不適合于這種涉及非常低重頻的應用。

為了抑制這種現象，一種解決方法是使用一個(gè)具有高輸入阻抗負載的調制器（典型值10k歐姆)或直接開(kāi)路（兆歐姆)。這樣的話(huà)，調制器可使用的電光帶寬也隨之減少到幾百兆Hz，這對于常規的應用是足夠了，例如傳感應用。但熱效應則顯著(zhù)的降低了，因為焦耳效應變得微不足道。為此，iXblue已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一系列性能優(yōu)異的相位調制器，針對低重復率調制信號進(jìn)行了優(yōu)化（在800 nm，1000nm，1300nm，1550nm的MPX-LN-0.1系列）。我們對MPX-LN-0.1系列調制器進(jìn)行了溫度循環(huán)測試，結果表明，MPX-LN-0.1調制器性能優(yōu)良，在大溫度范圍（-40℃到+85℃）的工作條件下仍能保持其性能。

例如：雙折射相位調制器

鈦擴散(Ti diffusion)相位調制器可以同時(shí)支持TE和TM兩種偏振態(tài)傳輸。通過(guò)將輸入的線(xiàn)偏振態(tài)相對鈮酸鋰波導光軸45°入射，該偏振在兩個(gè)波導主軸的投影可以同時(shí)被調制，但是效果不同。在波導輸出端，檢偏器垂直或者平行于入射偏振態(tài)，檢偏器將TE和TM模的相對相位變化轉換為強度變化，用光電探測器檢測出來(lái)。

下面的圖1和圖2示出了當使用50Hz和50KHz方波調制信號時(shí)，使用高帶寬相位調制器（MPZ-LN-20型，>20GHz電光帶寬）。熱效應的影響在圖1中非常低頻時(shí)清晰可見(jiàn)，在50kHz時(shí)熱效應幾乎消失

對于用于低頻運行，且電信號含有非常低頻率成分，電光調制器（NIR-MPX-LN-0.1型）是可以有效使用的。在這種調制器中，無(wú)終端負載。下圖3和下圖4看出應用于NIR-MX-LN-0.1相位調制器，和上圖相同調制信號時(shí)，不含熱效應，波形無(wú)畸變。

結論：對于電光調制器應用在低頻調制信號的操作，它必須使用特定的調制器。iXblue的MPX-LN-0.1系列設計用于在這樣的工作環(huán)境，并保持其大范圍溫度條件下的運行性能。

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