iXblue铌酸锂调制器

iXblue | 低频下铌酸锂调制器的应用

LiNb03调制器因其高达70GHz的宽带性能而得到广泛应用，使其成为高数据速率光通信和高频模拟通信的器件。

然而，它们也经常被用在1GHz以下的低频率下使用。LiNb03相调制器在低频与其他技术的器件相比也有很强的优势，因为其紧凑、易用、低驱动电压。因此，它们是即使在频率范围为数Hz至MHz的应用中也应考虑：

-用Pound Drever Hall (PDH)技术锁定一个激光器的频率

-合成多个相干光束

-为了产生更多的边带和光谱展宽

-为了稳定大型光纤干涉仪的频率

-等等...

用户尝试使用含有高和低频率的信号调制LiNb03相位调制器时，典型情况是：低重频和短脉宽的脉冲信号，或者长脉冲持续时间的脉冲信号，必须非常谨慎。“高带宽"相位调制器，这里“高带宽"通常意味着>1GHz，在这种调制信号下表现得不是非常好。

其原因是为了获得良好的高带宽性能，调制器的微波阻抗匹配接近50欧姆，在波导射频线的末端连接终端负载电阻，以减少或避免射频电反射。因此，一个较高的电流通过射频电极，由于焦耳效果导致局部温度升高。当重复周期或脉冲持续时间变得比热效应的时间常数还要长的时候（通常在1kHz或以下），然后，电极和波导的物理性质会随着时间的推移而发生变化，温度升高和降低过程会导致不必要的相位漂移。因此标准的5GHz，10GHz或20 GHz相位调制器，并不适合于这种涉及非常低重频的应用。

为了抑制这种现象，一种解决方法是使用一个具有高输入阻抗负载的调制器（典型值10k欧姆)或直接开路（兆欧姆)。这样的话，调制器可使用的电光带宽也随之减少到几百兆Hz，这对于常规的应用是足够了，例如传感应用。但热效应则显著的降低了，因为焦耳效应变得微不足道。为此，iXblue已经开发出一系列性能优异的相位调制器，针对低重复率调制信号进行了优化（在800 nm，1000nm，1300nm，1550nm的MPX-LN-0.1系列）。我们对MPX-LN-0.1系列调制器进行了温度循环测试，结果表明，MPX-LN-0.1调制器性能优良，在大温度范围（-40℃到+85℃）的工作条件下仍能保持其性能。

例如：双折射相位调制器

钛扩散(Ti diffusion)相位调制器可以同时支持TE和TM两种偏振态传输。通过将输入的线偏振态相对铌酸锂波导光轴45°入射，该偏振在两个波导主轴的投影可以同时被调制，但是效果不同。在波导输出端，检偏器垂直或者平行于入射偏振态，检偏器将TE和TM模的相对相位变化转换为强度变化，用光电探测器检测出来。

下面的图1和图2示出了当使用50Hz和50KHz方波调制信号时，使用高带宽相位调制器（MPZ-LN-20型，>20GHz电光带宽）。热效应的影响在图1中非常低频时清晰可见，在50kHz时热效应几乎消失

对于用于低频运行，且电信号含有非常低频率成分，电光调制器（NIR-MPX-LN-0.1型）是可以有效使用的。在这种调制器中，无终端负载。下图3和下图4看出应用于NIR-MX-LN-0.1相位调制器，和上图相同调制信号时，不含热效应，波形无畸变。

结论：对于电光调制器应用在低频调制信号的操作，它必须使用特定的调制器。iXblue的MPX-LN-0.1系列设计用于在这样的工作环境，并保持其大范围温度条件下的运行性能。

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