iXblue Mach-Zehnder調製器偏（piān）壓控製介紹

此應用指南是為使用強度調製器的用戶，介紹如何對於他們的（de）調（diào）製器選擇合適的RF和偏置電壓。

強度調製器

簡介 :

基（jī）於铌（ní）酸鋰(LiNbO3 ) Mach-Zehnder波導的光學調製（zhì）器提供多種（zhǒng）特性 :

· 高調製速度(幾（jǐ）十個GHz)

· 緊湊型（xíng）

· 長時間穩定性

· 苛刻的（de）使用環境

近20年來铌（ní）酸鋰調製器被廣泛的使（shǐ）用在通訊行業（幾（jǐ）十萬铌酸鋰強度調製器已經被（bèi）安裝到全世界的光通訊網絡中（zhōng））。他們也常被使用在（zài）其他光子學應用中，例（lì）如：

· 光纖傳（chuán）感

· 光（guāng）纖激光器

· 測量係統

· RoF….

原理 –傳輸函數 :

铌酸鋰強度調（diào）製器是基於Mach-Zehnder幹涉儀，輸入光被分成兩路，然後重新匯合到輸（shū）出端。由於兩個光路經過的光（guāng）程不同，產生相位差，從而導致輸出端的光強變化。

LiNb03铌酸（suān）鋰強度調製器芯（xīn）片

铌酸鋰（lǐ）的（de）晶體光學折射率被外（wài）部電場調製，外部電（diàn）場通過電壓施加在晶體的電極上，他（tā）們通常有兩個電極，調製電極（也稱RF電（diàn）極）和DC直流電極（也稱偏壓電極）。

強度調製器的傳輸（shū）函數隨施加的電壓變化如下：

注：

· Iout :輸（shū）出（chū）強（qiáng）度

· Iin:輸入強度

· Tmod :器件的光（guāng）學透過率

· Vπ:調製器的半（bàn）波電壓

· f :相位（wèi）

铌（ní）酸鋰強度調製器的傳輸函數

理論和實際：

當我們設計強（qiáng）度調製器的時候，盡量需要兩條（tiáo）相等的光路（lù），這樣（yàng）他們的相位差近乎零。然而，由（yóu）於材料的（de）均勻性，製造（zào）工藝等原因（yīn），兩條光路（lù）總會略有不同，所以相位f用來（lái）標注這個不同。

為了使調製器正常工作並（bìng）得到想要的光調（diào）製信號，我們必須（xū）在調製器（qì）上施加正確的電壓（yā）：一個調製電壓（也稱為RF射頻電壓），一個（gè）直流DC電壓（也稱為（wéi）偏置電壓）。

工作點：

調製器的工作點（diǎn）是指應該在傳輸（shū）曲線上哪個位置施加調（diào）製信號，它要根據應用來選擇，請參考（kǎo）如下：

為（wéi）什麽需要偏置電壓?

如上所（suǒ）述，Mach-Zehder幹涉儀的兩（liǎng）條光路（lù）不是完全的一樣。另（lìng）外，它的漂（piāo）移還被溫度和熱量的變化，使用（yòng）時間，光強效（xiào）果，靜電等影響，這將導（dǎo）致傳輸曲線在水平（píng）方（fāng）向移動。當電（diàn）調製信號施加在移動的（de）工作點上，輸出（chū）的光調製信號將完全（quán）被改變。

偏置電壓（yā）施加在DC直流電極上是（shì）為了：

· 選擇想（xiǎng）要的工作點

· 補（bǔ）償可能的調製器漂移（yí）並鎖定工作點以得到穩定的輸出光信號

偏置電壓能夠手動調節到希望的工作（zuò）點上，當調製器由於其他原因而發生（shēng）漂移時，偏置電壓將（jiāng）必（bì）須再次被調節到新的（de）工作點，所（suǒ）以手動調節也許可以（yǐ）在實驗（yàn）室這種穩定的環境條件下工作（zuò）。

然而對於長（zhǎng）時間的工作要求，特別（bié）是係統溫度會發（fā）生變化時，自動偏置電（diàn）壓控製就變（biàn）得特別重（chóng）要，以保（bǎo）證施加正確的直流電壓，鎖定工作點使係統長時間的（de）穩定工作。

調製（zhì）器傳輸曲（qǔ）線的漂移以致（zhì）工作點發生變化，如果偏置電壓不被（bèi）重新調節，輸（shū）出光調製函數發生劇烈變（biàn）化，不僅僅（jǐn）是振幅，頻率也發生變（biàn）化。

iXBlue提供調製器偏置電壓（yā）控製MBC 解決方案(Modulator Bias controller) :台式機和工業用電路板（bǎn），他們能鎖定工作點及時內在和外在條件發生變化。

調製信號:

一旦工作點選擇後，並且施加合適的偏置電壓（yā），我們就（jiù）能夠施（shī）加調製RF信（xìn）號到調製器的電極上。

這裏再一（yī）次，調製信號（hào）的峰（fēng）間振幅必須根據應用而選擇。例如：

通常對於強度調製（zhì）器（qì）Vp是5V，他通常高於商用（yòng）RF信（xìn）號發生器的峰間電壓。所以輸入RF信號通常需要放大已達到應用所需要的驅動電（diàn）壓，這樣的設備我們稱之為調製器驅動去或放大器。

iXBlue提供大量的調製器驅動器的選擇，覆（fù）蓋常見（jiàn）的應用：模擬，數字，脈衝，單倍或雙倍Vπ調製, 10 GHz/ 10 Gb/s到40 GHz/ 40 Gb/s。

常見數字NRZ調製係統

常見脈衝調製係統

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