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的器件相比也有很強的優勢，因為其緊湊、易用、低驅動電壓。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)技術鎖定一個激光器的頻率

-合成多個相干光束

-為了產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...

用戶嘗試使用含有高和低頻率的信號調制LiNb03相位調制器時，典型情況是：低重頻和短脈寬的脈沖信號，或者長脈沖持續時間的脈沖信號，必須非常謹慎。“高帶寬"相位調制器，這里“高帶寬"通常意味著>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，一個較高的電流通過射頻電極，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間變得比熱效應的時間常數還要長的時候（通常在1kHz或以下），然后，電極和波導的物理性質會隨著時間的推移而發生變化，溫度升高和降低過程會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具有高輸入阻抗負載的調制器（典型值10k歐姆)或直接開路（兆歐姆)。這樣的話，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。但熱效應則顯著的降低了，因為焦耳效應變得微不足道。為此，iXblue已經開發出一系列性能優異的相位調制器，針對低重復率調制信號進行了優化（在800 nm，1000nm，1300nm，1550nm的MPX-LN-0.1系列）。我們對MPX-LN-0.1系列調制器進行了溫度循環測試，結果表明，MPX-LN-0.1調制器性能優良，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支持TE和TM兩種偏振態傳輸。通過將輸入的線偏振態相對鈮酸鋰波導光軸45°入射，該偏振在兩個波導主軸的投影可以同時被調制，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，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。

下面的圖1和圖2示出了當使用50Hz和50KHz方波調制信號時，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中非常低頻時清晰可見，在50kHz時熱效應幾乎消失

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，不含熱效應，波形無畸變。

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境，并保持其大范圍溫度條件下的運行性能。

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