TS-AWG控制电光调制器：推动科技应用新发展的利器

一、电光调制有什么用？

如今，基于光学、光子学和脉冲激光以及电光调制器的应用正变得极为流行，最新一代科学家正在为其实际应用开辟新领域，如汽车激光雷达、医疗解决方案、航空航天和国防、量子和激光传感器。

测试挑战、上市时间任务和日益苛刻的应用，确定了现代最先进的任意波形和函数发生器是应对这些挑战的正确选择，TS-AWG系列提供了前所未有的灵活性，为工程师提供了产生所有类型脉冲、信号和调制的强大工具。

不同的应用需要不同类型的信号，下面我们报告一些 AWG 应用示例：

● 产生高振幅和高速脉冲来直接驱动电光调制器。

● 生成不同类型的信号和脉冲来为量子光学应用提供激励。

● 产生脉冲来驱动脉冲激光二极管。

二、内部电光调制器

集成光波导能够像光纤一样沿着确定的路径引导光，波导由折射率高于周围材料的通道组成。

光通过通道壁的全内反射进行传导，根据波长、基底折射率、折射率差、通道宽度和深度，可以激发一个或多个横向振荡模式。

单模操作非常有趣，因为它对于许多集成光学元件的功能至关重要。集成光学元件通常配备光纤，特别是在光通信技术中。线性电光效应，又称普克尔斯效应，是一种二阶非线性效应，即当施加外部电场时，光学材料的折射率会发生变化，折射率的变化量与电场强度、方向和光的偏振成正比。

制造集成光学调制器的首选材料是铌酸锂 (LiNbO3 )。如果使用长度为 L 的电极将电场施加到波导上，则电极之间区域的折射率会发生变化，从而导致导光发生相移，相移与施加的电压成线性关系。

这通常相当于几伏的电压。在给定的电极几何形状下，较长波长的电压高于较短波长的电压，例如，在红光（635 nm）中，电压预计为 3 V，在电信波长范围（约 1550 nm）中，电压预计为 10 V。由于电光响应非常快、控制电压低以及使用复杂的电极几何形状，可以在几Ghz范围内实现频率调制。

将相位调制器插入集成的马赫-曾德尔（Mach-Zehnder）干涉仪（用于测量光波相位差的物理实验设备，它由两块分束器（beam splitter）和两块反射镜组成。其工作原理基于光的干涉现象）中，形成幅度调制器。施加电压会导致分支间产生相对相位差，从而通过干涉改变设备输出端的输出功率。因此，可以将设备传输控制在最小值和最大值之间（Pmin 到 Pmax ）。从开启状态切换到关闭状态或反之亦然，需要相对相位差 π。所需电压称为幅度调制器的半波电压 Vπ。

由于推挽操作，幅度调制器的半波电压是具有相同电极长度的相位调制器的半波电压的一半。例如，可以预期在635 nm的红光中为 1.5 V，在约1550nm的电信波长范围内为 5 V。

将射频信号作为调制电压施加到电极上，该电输入被转换成幅度信息。该振幅输出取决于电压幅度和形状，因此与调制器操作点的位置有关。该图描绘了二进制脉冲电输入到二进制光输出信号的传输。如果电压电平不正确，即电压过高或偏移不正确，则调制器将在二进制操作中对不正确的光输出电平做出反应，或在模拟操作中对更高的谐波做出反应。