一、電光調(diào)制有什么用？

如今，基于光學(xué)、光子學(xué)和脈沖激光以及電光調(diào)制器的應(yīng)用正變得極為流行，最新一代科學(xué)家正在為其實(shí)際應(yīng)用開(kāi)辟新領(lǐng)域，如汽車(chē)激光雷達(dá)、醫(yī)療解決方案、航空航天和國(guó)防、量子和激光傳感器。

測(cè)試挑戰(zhàn)、上市時(shí)間任務(wù)和日益苛刻的應(yīng)用，確定了現(xiàn)代最先進(jìn)的任意波形和函數(shù)發(fā)生器是應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的正確選擇，TS-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(lèi)型脈沖、信號(hào)和調(diào)制的強(qiáng)大工具。

不同的應(yīng)用需要不同類(lèi)型的信號(hào)，下面我們報(bào)告一些 AWG 應(yīng)用示例：

● 產(chǎn)生高振幅和高速脈沖來(lái)直接驅(qū)動(dòng)電光調(diào)制器。

● 生成不同類(lèi)型的信號(hào)和脈沖來(lái)為量子光學(xué)應(yīng)用提供激勵(lì)。

● 產(chǎn)生脈沖來(lái)驅(qū)動(dòng)脈沖激光二極管。

二、內(nèi)部電光調(diào)制器

集成光波導(dǎo)能夠像光纖一樣沿著確定的路徑引導(dǎo)光，波導(dǎo)由折射率高于周?chē)牧系耐ǖ澜M成。

光通過(guò)通道壁的全內(nèi)反射進(jìn)行傳導(dǎo)，根據(jù)波長(zhǎng)、基底折射率、折射率差、通道寬度和深度，可以激發(fā)一個(gè)或多個(gè)橫向振蕩模式。

單模操作非常有趣，因?yàn)樗鼘?duì)于許多集成光學(xué)元件的功能至關(guān)重要。集成光學(xué)元件通常配備光纖，特別是在光通信技術(shù)中。線(xiàn)性電光效應(yīng)，又稱(chēng)普克爾斯效應(yīng)，是一種二階非線(xiàn)性效應(yīng)，即當(dāng)施加外部電場(chǎng)時(shí)，光學(xué)材料的折射率會(huì)發(fā)生變化，折射率的變化量與電場(chǎng)強(qiáng)度、方向和光的偏振成正比。

制造集成光學(xué)調(diào)制器的首選材料是鈮酸鋰 (LiNbO3 )。如果使用長(zhǎng)度為 L 的電極將電場(chǎng)施加到波導(dǎo)上，則電極之間區(qū)域的折射率會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致導(dǎo)光發(fā)生相移，相移與施加的電壓成線(xiàn)性關(guān)系。

這通常相當(dāng)于幾伏的電壓。在給定的電極幾何形狀下，較長(zhǎng)波長(zhǎng)的電壓高于較短波長(zhǎng)的電壓，例如，在紅光（635 nm）中，電壓預(yù)計(jì)為 3 V，在電信波長(zhǎng)范圍（約 1550 nm）中，電壓預(yù)計(jì)為 10 V。由于電光響應(yīng)非常快、控制電壓低以及使用復(fù)雜的電極幾何形狀，可以在幾Ghz范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)制。

將相位調(diào)制器插入集成的馬赫-曾德?tīng)枺∕ach-Zehnder）干涉儀（用于測(cè)量光波相位差的物理實(shí)驗(yàn)設(shè)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(huì)導(dǎo)致分支間產(chǎn)生相對(duì)相位差，從而通過(guò)干涉改變?cè)O(shè)備輸出端的輸出功率。因此，可以將設(shè)備傳輸控制在最小值和最大值之間（Pmin 到 Pmax ）。從開(kāi)啟狀態(tài)切換到關(guān)閉狀態(tài)或反之亦然，需要相對(duì)相位差 π。所需電壓稱(chēng)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(zhǎng)度的相位調(diào)制器的半波電壓的一半。例如，可以預(yù)期在635 nm的紅光中為 1.5 V，在約1550nm的電信波長(zhǎng)范圍內(nèi)為 5 V。

將射頻信號(hào)作為調(diào)制電壓施加到電極上，該電輸入被轉(zhuǎn)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(diǎn)的位置有關(guān)。該圖描繪了二進(jìn)制脈沖電輸入到二進(jìn)制光輸出信號(hào)的傳輸。如果電壓電平不正確，即電壓過(guò)高或偏移不正確，則調(diào)制器將在二進(jìn)制操作中對(duì)不正確的光輸出電平做出反應(yīng)，或在模擬操作中對(duì)更高的諧波做出反應(yīng)。

三、脈沖激光

TS-AWG任意波形發(fā)生器允許您通過(guò)生成非常窄的脈沖（最小脈沖寬度為 100ps）和高達(dá)5Vpp幅度來(lái)創(chuàng)建調(diào)制電壓。高振幅輸出信號(hào)與50ps的上升/下降時(shí)間相結(jié)合，使您能夠直接驅(qū)動(dòng)不同類(lèi)型的電光調(diào)制器，而無(wú)需添加外部放大器。

借助 True-ARB觸控用戶(hù)界面，可以輕松生成不同的脈沖形狀，從而對(duì)光輸出信號(hào)進(jìn)行更深入的控制。

END

TS任意波形發(fā)生器它支持多樣的復(fù)雜調(diào)制信號(hào)，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(qiáng)大的信號(hào)生成功能之外，可觸屏的UI界面使得用戶(hù)可以快速上手使用，編輯輸出用戶(hù)想要的各種波形。

審核編輯 黃宇