本文在为强度调制器用户提供基本选择，并将适当的射频和偏置电压应用于其器件。

介绍 ：

波导型LiNbO₃ Mach-Zehnder光学调制器为光调制提供多种优点：

• 高调制速度功能（若干x10 GHz）

• 紧实度

• 可靠性

• 环境稳健性

 近二十年来，它们已被广泛应用于电信行业（若干x 100 000 LiNbO3强度调制器在全球光纤网络中运行），并且还被用于越来越多的光子应用中，例如：

•  光纤传感器

•  光纤激光系统

•  测量设备

•  光纤上的光纤。

原理 - 传递函数：

波导LiNbO₃强度调制器是Mach-Zehder型干涉仪：输入波导分为两条路径，然后再重新组合成输出波导。 两条路径构成干涉仪的两个臂，并且每个臂上的光学折射率调制在器件的输出端产生强度调制。

LiNb0₃强度调制器芯片的示意图

光电索引调制由电场感应到电光材料中，并且通过在电极之间施加电压来获得电场。 通常有两对电极：调制电极（通常称为射频电极）和直流电极（也称为偏置电极）

由时间相关电压V（t）驱动的强度调制器的传递函数为：

Iout : 输出强度

Iin: 输入强度

Tmod : 设备的光传输

Vp : 调制器的半波电压

f : 相位项

LiNb0₃强度Mach-Zehder调制器的传递函数

理论与现实： 

强度调制器被设计成具有相等的臂并因此具有平衡的光路径。在理论上，相位项f 应该为零。 然而，由于材料不均匀性，制造公差，两个光路之间总是有一个小的差异...这种不平衡解释了调制器功能传递中的相位项f 。

为了操作强度调制器并获得所需的光调制，必须向调制器施加两个非常适合的电压：调制电压V（t）（也称为射频电压）和DC电压（也称为偏置电压）。

操作点：

调制器操作点是施加调制信号的转移曲线上的点。 它必须根据目标应用程序进行选择。 我们可以给出以下例子：

                     数字通讯NRZ调制格式QUAD                                       数字通讯DPSK调制格式MIN

                               模拟调制QUAD                                                 脉冲发生MIN

为什么偏压？

如上所述，Mach-Zehder干涉仪并不完全平衡。此外，由于热变化，热不均匀性，老化，光折射效应，静电荷积累而引起漂移。该漂移导致传递函数在水平方向上移动;然后将调制信号施加到改变的操作点，这可以强烈地修改所获得的调制。

施加到DC电极的偏置电压旨在：

•   选择调制器的所需工作点

•   补偿可能的调制器漂移并锁定器件工作点，以保持稳定的工作条件

偏置电压可以通过简单的电压源提供，并且手动调整以达到所需的操作点。在这种情况下，在调制器漂移的情况下，必须手动重新调整电压。这可能在实验室中可用于低漂移调节剂和稳定的环境条件。

然而，对于长期操作，特别是在必须在变化的温度条件下操作的所有系统中，需要自动偏置控制电路，以便永久地提供正确的直流电压并锁定所选择的操作点。

如果偏置电压没有相应调整，调制器传递函数的漂移将导致光调制信号的变化。 在上述示例中，如果偏置电压未被校正，则曲线已经漂移，并且光调制信号在幅度和频率上均受到严重影响。

iXBlue提供了选择MBC（调制器偏置控制器）解决方案：台式仪表MBC-DG-BT，MBC-DG板可以锁定Mach-Zehnder调制器的操作点，适用于大多数应用。

左：MBC-DG-BT台式偏置控制器 右图：MBC-DG板OEM偏置控制板

调制信号：

一旦选择了操作点，并施加了适当的偏置电压，就可以将调制信号施加到调制电极。

这里再次，调制信号的峰 - 峰幅度必须根据目标应用来选择。 例：

强度调制器的典型 Vp 为5 V.通常高于由RF发生器或电信多路复用器提供的峰 - 峰电压。 因此，通常需要放大电信号以获得与调制器规范（ Vp ）兼容的调制信号。 这通过放大器模块实现，通常称为调制器驱动器。

iXBlue提供了一系列调制器驱动器，可以覆盖大多数应用：模拟，数字，脉冲调制方式，单或双 Vp 调制，10 GHz / 10 Gb / s高达40 GHz / 40 Gb / s

数字NRZ调制的典型设置

典型的脉冲调制设置

文章来自ixblue