一、電光調(diào)制有什么用?
如今,基于光學、光子學和脈沖激光以及電光調(diào)制器的應用正變得極為流行,最新一代科學家正在為其實際應用開辟新領域,如汽車激光雷達、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)、上市時間任務和日益苛刻的應用,確定了現(xiàn)代最先進的任意波形和函數(shù)發(fā)生器是應對這些挑戰(zhàn)的正確選擇,德思特AWG系列提供了前所未有的靈活性,為工程師提供了產(chǎn)生所有類型脈沖、信號和調(diào)制的強大工具。
不同的應用需要不同類型的信號,下面我們報告一些 AWG 應用示例:
● 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應用提供激勵。
● 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
集成光波導能夠像光纖一樣沿著確定的路徑引導光,波導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)反射進行傳導,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元件的功能至關重要。集成光學元件通常配備光纖,特別是在光通信技術中。線性電光效應,又稱普克爾斯效應,是一種二階非線性效應,即當施加外部電場時,光學材料的折射率會發(fā)生變化,折射率的變化量與電場強度、方向和光的偏振成正比。
制造集成光學調(diào)制器的首選材料是鈮酸鋰 (LiNbO3 )。如果使用長度為 L 的電極將電場施加到波導上,則電極之間區(qū)域的折射率會發(fā)生變化,從而導致導光發(fā)生相移,相移與施加的電壓成線性關系。
這通常相當于幾伏的電壓。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,電壓預計為 3 V,在電信波長范圍(約 1550 nm)中,電壓預計為 10 V。由于電光響應非???、控制電壓低以及使用復雜的電極幾何形狀,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。施加電壓會導致分支間產(chǎn)生相對相位差,從而通過干涉改變設備輸出端的輸出功率。因此,可以將設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。
將射頻信號作為調(diào)制電壓施加到電極上,該電輸入被轉換成幅度信息。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。該圖描繪了二進制脈沖電輸入到二進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)制器將在二進制操作中對不正確的光輸出電平做出反應,或在模擬操作中對更高的諧波做出反應。
三、脈沖激光
德思特AWG任意波形發(fā)生器允許您通過生成非常窄的脈沖(最小脈沖寬度為 100ps)和高達5Vpp幅度來創(chuàng)建調(diào)制電壓。高振幅輸出信號與50ps的上升/下降時間相結合,使您能夠直接驅(qū)動不同類型的電光調(diào)制器,而無需添加外部放大器。
借助 True-ARB觸控用戶界面,可以輕松生成不同的脈沖形狀,從而對光輸出信號進行更深入的控制。
END
德思特任意波形發(fā)生器它支持多樣的復雜調(diào)制信號,包括模擬調(diào)制AM、FM、PM和數(shù)字調(diào)制QPSK、QAM、FSK等。除了提供強大的信號生成功能之外,可觸屏的UI界面使得用戶可以快速上手使用,編輯輸出用戶想要的各種波形。
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