iXblue Mach-Zehnder調製器偏壓控製介紹

此應用指南是為使用強度調製器的用戶，介（jiè）紹如何對於他們的調（diào）製器選擇合（hé）適的RF和（hé）偏置電壓。

強度調（diào）製器

簡介 :

基於铌酸鋰(LiNbO3 ) Mach-Zehnder波導的光學調製器提供多種特（tè）性 :

· 高調製速度（dù）(幾十個GHz)

· 緊（jǐn）湊型

· 長時間穩定性

· 苛刻的使（shǐ）用環境（jìng）

近20年來铌酸鋰調製器（qì）被廣泛的使用在通訊（xùn）行業（幾十萬铌酸（suān）鋰強度（dù）調製器已經（jīng）被（bèi）安裝到全世界的光通訊網絡中）。他們也常被使用在其他光子學應用（yòng）中，例如：

· 光纖傳感（gǎn）

· 光纖激光器

· 測量係統

· RoF….

原理 –傳輸函數 :

铌酸鋰強度（dù）調製器是基於Mach-Zehnder幹涉儀（yí），輸入光被分成兩路，然後重（chóng）新（xīn）匯（huì）合到輸出端。由於兩個光路經過的光程不同，產生相（xiàng）位差，從而導致輸出端的（de）光強變化。

LiNb03铌酸鋰強度調製器芯片

铌酸鋰的晶體光（guāng）學折射率（lǜ）被外部電場調製，外部電（diàn）場通過電壓施加在晶（jīng）體的電（diàn）極上，他們通常有兩個電極，調製電極（jí）（也稱RF電極）和DC直流電極（jí）（也稱偏壓電極）。

強度調製器的傳輸函數隨施加的電壓變化如下：

注：

· Iout :輸（shū）出強（qiáng）度

· Iin:輸（shū）入強度

· Tmod :器（qì）件的光學透過率

· Vπ:調製器的半波電（diàn）壓

· f :相位

铌酸鋰強度調製器的傳輸函數

理論和實際：

當我們設計強度調製器的時候，盡量需要兩條相等的（de）光路，這樣他們的相位差近乎零。然而（ér），由於材（cái）料的均勻性，製（zhì）造工藝等原因，兩條光路總會（huì）略有不（bú）同，所以相位f用來標注這個不同（tóng）。

為了使調製器正常工作並得到（dào）想要的光調（diào）製信號，我們必須在調（diào）製器上施加正確的電壓：一個調製電（diàn）壓（也稱為RF射（shè）頻電壓），一個直流DC電壓（也稱為偏（piān）置電壓）。

工作點：

調製器的工作點是指應該在傳輸曲線上哪個位置（zhì）施加調製信號，它要根據應用來選擇（zé），請參（cān）考如下：

為什麽需要偏置電壓?

如上所述（shù），Mach-Zehder幹涉儀的兩條光路不（bú）是完全的一樣。另外，它的漂移還被溫度和熱量的變化，使用時間，光強效（xiào）果，靜電等影（yǐng）響，這將導致傳輸曲線（xiàn）在水平方向移動。當電調製（zhì）信（xìn）號施加在移動的工作點上，輸出的（de）光（guāng）調製信號將完（wán）全被改變。

偏（piān）置電（diàn）壓施加在DC直流電極上是為了：

· 選擇想要（yào）的工（gōng）作點

· 補償可能的調製（zhì）器漂移並鎖定工作點以（yǐ）得（dé）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漂移時，偏置電壓將必須再次被調節到（dào）新的工（gōng）作點，所以（yǐ）手（shǒu）動調節也許可以在實驗室這種穩定的環境條件下工作（zuò）。

然而（ér）對於長時間的工作要求，特（tè）別（bié）是係（xì）統溫度會發（fā）生（shēng）變化時，自動偏置電壓控製就變（biàn）得特別重要，以保證施加正確的直流電壓，鎖定工作點使係統（tǒng）長時間的穩定（dìng）工作。

調製器傳輸曲線的漂移以致工作點發生變化，如果（guǒ）偏置電壓不被重新調節，輸出光調製函數發生劇烈變化，不僅僅（jǐn）是振幅，頻率也發（fā）生變化。

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

調製信號:

一旦工作點（diǎn）選（xuǎn）擇後，並且施加（jiā）合（hé）適的偏置電壓，我們就能夠施加調製RF信號（hào）到調製器的電極上。

這裏再一次，調製信號的峰間振幅必須根據應（yīng）用而選擇。例如：

通常對（duì）於強度調製器Vp是5V，他通常高於商用RF信號發生器的（de）峰間電壓。所以輸入RF信號通常需要（yào）放大已達到應用所需要的驅動電壓，這樣的設（shè）備我們稱之為調製器驅（qū）動去或放大器。

iXBlue提供大量的調（diào）製（zhì）器驅動器（qì）的選擇（zé），覆蓋常見的（de）應用：模擬，數（shù）字（zì），脈衝，單倍或雙倍Vπ調製, 10 GHz/ 10 Gb/s到40 GHz/ 40 Gb/s。

常（cháng）見數字NRZ調製係統

常（cháng）見（jiàn）脈衝調製係統

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