基于小信号的电光调制器半波电压测量方法北大核心CSCD

针对马赫-曾德尔(Mach-Zehnder,M-Z)型电光调制器高频半波电压测量方法复杂、测量仪器昂贵、测量成本高等问题,提出了一种基于小信号的高频半波电压测量方法。该方法利用光功率计的积分特性,仅使用光源、信号发生器、直流电源及光功率计,通过测量待测器件在有射频信号输入和无射频信号输入下输出功率极值的变化,即可实现对M-Z型电光调制器高频半波电压的高精度测量。采用OptiSystem开展了测量方法的仿真验证,采用Matlab完成了测量误差分析,并在1 kHz频率下对测量方法进行了实验验证。仿真及实验结果表明:该测量方法可以仅利用小信号完成M-Z型电光调制器半波电压的准确测量,1 kHz下绝对误差小于0.5%,换算所得的1 dB压缩点在10 GHz~40 GHz频率范围内与频响曲线的相对误差小于±0.3 dB。     

基于级联电吸收调制器和相位调制器的多载波光源发生器设计

提出了一种基于级联电吸收调制器(EAM)和相位调制器(PM)的多载波光源发生器方案。对比分析了基于单个EAM级联PM的多载波光源发生器与基于两个EAM级联PM的多载波光源发生器产生的多载波光源,利用基于两个EAM级联PM的多载波光源发生器实现了频率间隔为15GHz、平坦度在0.1dB范围内的19个子载波的多载波光源。同时研究了EAM的调制指数和啁啾因子、PM的驱动信号幅度以及调制器驱动信号的相位差等参数对产生多载波光源的影响。     

基于激光相控阵原理的相位调制器半波电压测量方法

半波电压是电光相位调制器的一个重要指标, 针对现有半波电压测量方法存在的测量误差大、测量装置复杂等问题, 提出了基于激光相控阵光束扫描原理的半波电压测量方法.通过理论分析, 得到了远场主光束的偏移量和相位调制器半波电压的关系表达式.搭建了12 全光纤激光相控阵光路, 对铌酸锂波导相位调制器的半波电压进行了实验测量, 改变相位调制器的加载电压, 记录多幅远场光强分布图, 通过求平均值减小测量误差, 而且根据远场光强分布的变化得到了相位调制特性曲线.结果表明, 该方法测量装置简单, 不仅可以精确地测量半波电压, 还可以对相位调制线性度进行分析, 具有重要的工程应用价值.     

基于铌酸锂薄膜的Y波导集成调制器设计

近年来,基于薄膜铌酸锂（TFLN）平台的高性能电光调制器以其小体积、低能量损耗等特点受到广泛关注。本文提出了一种新的具有垂直电极结构的Y波导铌酸锂薄膜电光调制器。研究了调制器的半波电压与缓冲层厚度之间的关系,优化了Y波导的设计参数,最后设计得到插入损耗<5 dB, 半波电压<1.5 V的高性能调制器。本文不仅为基于TFLN平台的小型化波导的设计和实现提供了思路,而且为制造高性能和多功能的电光调制器提供了实验依据。     

铌酸锂低半波电压电光调制器研究

对降低铌酸锂(LN)电光调制器的半波电压进行了研究,探索了利用反射结构实现低半波电压的原理.通过退火质子交换工艺在x切LN晶片上制作了反射结构的LN电光调制器.测试表明,这种反射结构的LN电光调制器在保持器件长度不变的条件下可以降低半波电压.     

1064nm低电压薄膜铌酸锂电光调制器

低半波电压电光调制器是实现大规模光电集成的关键。文章提出了一种半波电压低于1.5 V的薄膜铌酸锂马赫-曾德尔(Mach-Zehnder, MZ)电光调制器，选用绝缘体上单晶薄膜铌酸锂材料作为设计基础，分析了直波导、多模干涉耦合器、弯曲波导和调制臂等结构对电光调制器的影响。结果表明，当调制臂长为3 mm时，该薄膜铌酸锂电光调制器具有1.05 V的低半波电压、0.319 dB的低损耗和27 dB的高消光比。同时，该调制器半波电压长度积为0.315 V·cm,调制效率高，具有与CMOS技术兼容的半波电压，有利于大规模光电集成。     

基于PoIM的单边带ROF系统

针对传统单边带ROF（光载无线通信）系统存在的不足,本文提出了一种新的基于偏振调制器（PoIM）的单边带（SSB）ROF系统。本文阐述了这种方法的原理,并与传统的单边带ROF系统进行了比较。理论分析表明,采用偏振调制器的单边带ROF系统能克服MZM半波电压漂移,扩大系统调制指数范围,从而优化系统性能。     

GaAs三波导耦合Mach—Zehnder干涉型强度调制器

本文报道了一种GaAs n~-/n~+脊型M-Z波导调制器,这种调制器用三波导耦合器作为分束器和干涉器。运用GaAs的电光特性,在λ=1.15μm下测量,得到半波电压14V,调制深度大于95％,3dB带宽大于1GHz的调制特性。     

基于接触式极化法的M—Z型聚合物电光调制器

基于接触式电极化法对Mach-Zehnder(M-Z）型有机聚合物电光强度调制器进行了研制，所研制的器件，在1550nm光波波长下，半波电压约为45V，消光比大于20dB，器件可以在推挽方式下进行工作，测得器件结构引入的损耗小于0．5dB，电极化后所具有的聚合物电光系数为11．1pm/V .     

比较法测量晶体的电光系数

我们用一台旋光仪,以DKDP晶体纵向电光效应所引起的光程变化补偿其它晶体的电光效应所引起的光程变化,提供了一种简单、迅速和高灵敏度地测量晶体半波电压和电光系数的方法.采用此方法测量了典型的电光晶体ADP和KDP的横向与纵向半波电压和相应的电光系数γ_(63),以及LiNbO_3;晶体的横向半波电压与相应的电光系数γ_(22).实验结果与其他方法的测量值及文献报道的值基本一致.     

基于级联双平行MZM的16倍频光生毫米波技术

为解决毫米波信号生成中存在的困难,提出了一 种基于级联双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)的16倍频光生毫米波 系统。首先通过控制第1个DPMZM的直流偏压、驱动信号相位差和调制指数,完全抑制光载波 和±2阶边带,获得±4阶光边带;然后将该光波输入到另一个完全一样的DPMZM,获得±8阶光边 带和光载波输出;最后利用光滤波器(OF)滤除光载波,用光电探测器(PD)拍频得到 16倍频的毫米波输出。详细分析 了系统的工作原理,并通过仿真验证了方案的可行性。当输入射频(RF)驱动信号频率为2.5GHz时,可 得到40GHz毫米波输出,并且调制器的调制带宽仅需要 2.5GHz。本文方案具有倍频次数高、频谱纯度好等优点。     

光纤陀螺本征频率和半波电压测量方法研究

针对光纤陀螺工程化过程中本征频率和半波电压测试精度低、速度慢等问题,提出了一种新的解决方法.从互易性偏置调制的机理出发,将对本征频率的测量转化为对无效调制光功率响应的尖峰脉冲的测量:根据光功率响应机理,将对半波电压的测量转化为求有效调制光功率最小值.此方法利用直接数字合成技术完成对方波的频率和振幅的调整.方案首先通过Matlb进行仿真,并在实际电路中实现.与传统人工使用肉眼的测量方式相比,此方法的测试精度高、速度快,为光纤陀螺的工程化提供了方便.     

动态偏振控制器驱动与性能监控系统设计

以量子安全通信系统的硬件为实验平台,研制了动态偏振控制器(DPC)的驱动模块和性能监控系统.设计中,采用嵌入式ARM控制器通过自制的驱动模块驱动DPC,同时检测DPC的输出光强,将其随工作电压变化的曲线直观显示于终端计算机上,并测量出半波电压.实验结果与理论性分析验证了方案的可行性和可靠性.     

利用计时器芯片和脉冲占空比调制的光电式电压传感器

提出一种利用计时器芯片和脉冲占空比调制的光 电式电压传感器,用于测量直流高电压。利用计时 器芯片ICM7555,可以将被测直流高电压转换为脉冲占空比调制信号, 并驱动发光二极管(LED)产生脉冲光 传感信号;利用单根多模塑料光纤将光传感信号传输到光电探测器及信号处理电路,即可获 得光电传感信 号,通过测量其脉冲占空比,即可解调出被测高电压。分别采用输出脉冲频率和脉冲占空比 作为电压传感 信号,实验测量了10 kV直流高电压,并比较分析了测量结果的相对 误差。结果表明,采用输出脉冲占空 比作为电压传感信号时,传感器的相对误差更小,此时测量结果的引用误差低于0. 6%。     

基于FP-LD实现副载波信号产生

采用一种基于法布里-珀罗腔激光二极管(FP-LD)的副载波信号的产生方案,此方案主要包括一个FP-LD和一个电光相位调制器(PM)。首先利用可调谐激光器、电光PM及微波源产生光正弦相位调制信号,将该信号注入到FP-LD中,通过FP-LD的注入锁定将该信号转换为副载波信号。在实验中,分别以2、3、4和5 GHz的调制频率注入到FP-LD中,相应得到22、21、24和25 GHz的副载波信号。     

一种载边比可调单边带全双工光载无线系统

理论分析了一种基于双平行马赫曾德尔调制器(MZM)的2 倍频光单边带调制方案,仿真研究了基于 该方案的载波重用全双工光载无线(RoF)通信系统性能。合理设置射频驱动信号相移及双平行MZM 主调制器偏置 电压产生单边带信号,再调整调制指数以实现光载边比ROCS 的连续可调谐。讨论了射频信号相移、主调制器偏置电 压、双平行MZM 消光比RE 和调制指数对ROCS 的影响,理论分析与仿真结果较为一致。结果表明经20 km 光纤传输 后,在误码率BER 为10-9 时0 dB 和10. 33 dB 载边比系统的功率代价分别为2.5 dB 和3.4 dB,在背靠背(BtB)传输 中当载边比从10. 33 dB 降低至0 dB 后,接收机灵敏度提高了2.6 dB。     

全光纤聚合物电光调制器

设计了一种新型的基于长周期光纤光栅的全光纤聚合物高速电光调制器。应用多层光波导和耦合模理论,分析了这种调制器中长周期光栅的谐振波长随施加在聚合物上调制电压的变化。得出在电压仅为8V时对长周期光栅谐振波长的调制就可达到20nm。     

一种基于并联DPMZM结构的无滤波器16倍频光生毫米波方案

提出了一种新的基于并联的双平行马赫曾德尔调制器(Dual parallel Mach Zehnder modulator,DPMZM)结构的光生毫米波方案,该方案无需滤波器即可产生高质量的16倍频毫米波。通过适当调节DPMZM下臂上的马赫曾德尔调制器(Mach Zehnder modulator,MZM)的偏置电压,可以灵活控制光的零阶边带的幅度;通过调节DPMZM上臂上MZM的调制系数和直流偏压,可以抑制奇次谐波;然后通过适当调节两DPMZM之间的相移,可以得到仅有±8阶边带的光谐波,后经光电探测器(Photo detector,PD)拍频得到高质量的16倍频毫米波信号。对16倍频毫米波产生的原理进行了详细分析,并通过仿真对方案的可行性进行了验证,光载波抑制比(Optical sideband suppression ratio,OSSR)为30.3 dB,RF杂散抑制比(Radio frequency spurious sideband suppression ratio,RFSSR)为23.5 dB。