马赫-曾德尔电光调制器多工作点偏压控制技术

马赫-曾德尔电光调制器(EOM)由于其自身结构因 素的制约,容易受到自身温度变化和外界环境 的干扰,导致其 工作性能不稳定。本文提出并实现了一种基于检测工作点斜率的马赫-曾德尔EOM自动偏 压控制方案。 首先输入一微扰信号,然后通过检测调制信号的工作点斜率判断EOM工作点的漂 移方向和漂移量, 并最终调节偏置电压使EOM稳定工作。本文方案不仅可控制EOM工作在其传输特性曲线的任 一位置,而且避免了光源本身功率不稳定对偏压调节的影响。实验表明,当该电路用于脉冲 调制控制时,电光调制器消光比的上下浮动小于等于0.26dB,大大提 高了EOM的工作稳定性。     

功率和谐波同步检测的马赫曾德调制器偏压控制技术

为了克服马赫曾德调制器工作点随温度、压力等外界因素的漂移,需要对它的直流偏压进行补偿。以往采用微扰信号谐波检测的方案偏置点定位精度高,但由于需要在回路中附加小幅抖动信号,会引入一定的噪声,影响信号的纯度;而功率检测的方案易受光源功率自身扰动的影响,稳定性不高,且偏置点定位性能差。提出了一种平均功率和谐波检测相结合的MZ调制器偏置点控制技术,通过谐波探测确定最佳工作点,并以电光调制器前后光功率比值作为基准值进行反馈控制,提高了偏压控制的定位精度和噪声性能,同时克服了激光功率自身扰动的影响。在此过程中还提出了一种通过操控误差信号实现偏置点任意调节的方案,实现了大范围灵活的偏置点控制。实验发现,所提出的方案具有定位精度高、稳定性好和偏置点调节范围广的优点,能够很好地满足马赫曾德调制器偏置点控制的要求。     

一种LiNbO3 MZM调制器正交偏置点锁定技术研究

在传统LiNbO3马赫-曾德尔调制器(MZM)偏置控制理论的基础上,提出了一种基于低频信号扰动与模拟电路处理技术的反馈控制方法。通过该方法设计的偏置控制电路模块可以在-55~+80℃温度范围内实现LiNbO3MZM调制器正交偏置点锁定,并且具有偏置控制电路体积小、控制精度高等特点。该偏置控制电路模块已经批量应用于某高速光通信传输系统中。     

基于受激布里渊散射效应的微波光子下变频系统

提出一种基于受激布里渊散射效应的微波光子下变频系统。在此系统中,为了将高频率的射频信号转换成低频率的中频信号,引入一个本振信号并将其和射频信号分别通入到双平行马赫-曾德尔调制器两臂的两个子马赫-曾德尔调制器中,利用受激布里渊散射效应增益谱过滤出由射频信号与本振信号调制后产生的两个+1阶边带,之后这两个边带将会在光电探测器中拍频,得到中频信号。同时,该中频信号的相位可以通过调整双平行马赫-曾德尔调制器中母马赫-曾德尔调制器的偏置电压来改变。当下变频的射频信号频率为10.73 GHz时,最终可获得20～40 MHz范围内任意频率的信号,且其相位可在0°～360°之间线性变换。     

马赫-曾德尔电光调制器工作点自动控制

为实现马赫-曾德尔(MZ)电光强度调制器(EOIM)工作点的实时控制,提出一种基于虚拟仪器技术的工作点自动控制方案。采用闭环反馈控制系统,引入微扰动信号,通过"扫描—鉴相补偿"的方法,可以使自动控制工作点长时间锁定于传输曲线的最低点。当激光器输出功率为6mW,控制EOIM在1h内稳定于最低点,实验测得EOIM输出平均光功率1.198μW,标准差0.123μW,波动小于0.43μW;在EOIM最低点外加电脉冲信号进行调制时,产生消光比均值达25.71dB的光脉冲。输出脉冲消光比与未加控制时相比提高9.94dB,波动小于0.5dB,大大提高了MZ电光调制器的工作稳定性。     

光纤频率传输中相位漂移的主动抑制研究

提出了一种基于线性光子射频移相器的光相位漂移主动抑制方案,方案中采用了双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)和本地微波信号光滤波器,通过控制DPMZM的偏置电压补偿光纤传输产生的相位漂移.建立了20km频率传输实验系统,在时间抖动均方根小于0.5ps的20km单模光纤中传输了0.5GHz的参考信号.     

基于级联马赫-曾德尔调制器的太赫兹通信系统

为了有效解决太赫兹通信系统中信号难以调制,影响通信系统性能的问题,提出了一种基于级联马赫-曾德尔调制器的太赫兹通信系统。将要传递的伪随机不归零码与频率为10GHz的射频本振信号混频后调制到级联马赫-曾德尔调制器上,通过调节两个调制器的偏置电压,使其分别偏置在最大传输点和最小传输点上,得到的光载波信号经过光放大器放大,结合高非线性光纤的四波混频效应,利用相移布喇格光栅进行模式选择,经过光电转换后的太赫兹信号通过基带数据恢复,可以得出该太赫兹通信系统传输的误比特率。结果表明,基于级联马赫-曾德尔调制器结构可以将太赫兹信号的产生与调制结合到一起。该研究对太赫兹通信系统的实用化有一定借鉴意义。     

基于并联DPMZM的大动态范围微波光子混频系统

为了解决微波光子混频系统的非线性失真和动态范围受限问题,提出了一种基于并联双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)的大动态范围微波光子混频系统.利用DPMZM实现射频和本振信号的并行调制,通过配置并行两路的电光调制指数及调制器的工作点,抵消输出中频信号中的三阶交调失真(IMD3),最终提高系统的动态范围.仿真结果表明,所...     

任意偏置点的电光调制器自动偏置控制方法

为了实现对双电极马赫-曾德尔电光调制器任意直流偏置点的自动偏置控制,采用在闭环控制基础上,引入一个可调移相器使不同直流偏置点处误差信号相同的方法,理论分析了可调移相器相移量与直流偏置相位的关系,仿真得到对于不同偏置点,当调制器直流偏置相位漂移达-0.15rad~0.08rad,移相器引入附加相位漂移-0.55rad~0.55rad时,经偏置控制后相位漂移被限制在-3.010-4rad~1.710-4rad范围内。结果表明,该方法有效实现了对电光调制器任意直流偏置点的自动偏置控制。     

横向ADP电光调制器稳定性分析

本文对横向ADP电光调制器的稳定性作了概括分析,推导了估算工作点漂移的一般公式,并对研制的器件进行了实验分析。认为调制器的不稳定性可归纳为消光比改变及工作点漂移二类。而造成工作点漂移的主要因素为温度变化与光束方向变化。在小功率应用时,光束方向变化所造成的工作点漂移是调制器不稳定的主要原因,它可以通过施加偏置电压进行控制。     

A novel auto-bias control scheme for stabilizing lithium niobate Mach-Zehnder modulator at any operating point

In this paper,we propose and experimentally demonstrate an auto-bias control scheme for stabilizing a lithium niobate（LN）Mach-Zehnder modulator（MZM）at any operating point along the power transmission curve.It is based on that the bias drift would change the operating point and result in varying the output optical average power of the Mach-Zehnder modulator and its first and second derivatives.The ratio of the first to the second derivative of the output optical average power is used in the proposed scheme as the key parameter.The experimental results show that the output optical average power of the LN MZM hardly changes at the desired operating point,and the maximum deviation of output optical average power is less than±4%.     

激光通信中马赫曾德调制器无抖动偏置控制技术

为实现马赫曾德调制器（Mach-Zehnder Modulator,MZM）工作时偏置点的稳定控制,提出了一种基于平均光功率斜率值检测的简单有效的控制方案。首先,分析了MZM工作时偏置点稳定控制技术的重要性,从理论上研究了控制算法的可行性,然后,利用Matlab进行了仿真验证,最后在搭建的实验平台上进行了MZM工作偏置点稳定控制系统的实验验证。结果表明该控制方法是一种适用于多种调制格式的简单有效的无抖动偏置控制技术,并且实验观察结果表明系统误码率性能在72 h内没有下降,能稳定在10-9附近,有效地保证了激光通信调制系统工作的可靠性。     

一种基于MZM的电信号任意倍频方法

文章提出一种使用马赫-曾德尔强度调制器(MZM)产生输入信号的任意倍频信号的方案,利用该方法不仅可以产生输入信号的偶数倍倍频信号,还可以产生输入信号的奇数倍信号.通过设置马赫-曾德尔强度调制器的直流偏置点在线性偏置点,产生了奇数倍信号,通过设置直流偏置点在特殊的非线性偏置点,产生了偶数倍信号.通过调节输入信号的幅度,可以得到想要的高阶倍频信号.理论分析和实验证实了该方案的可行性.     

M-Z外调制器最佳偏置点稳定控制

文章介绍了光通信用马赫-曾德(M-Z)外调制器的特点,说明了该调制器最佳偏置点控制的重要性,并对其转换函数及曲线进行了理论分析,推导出了最佳偏置点的特性及控制机理,提出并验证了最佳偏置点的控制技术和其实现方法.     

A simplified optical millimeter-wave generation scheme based on frequency-quadrupling

This paper analyzes and demonstrates a simplified frequency quadrupling configuration for optical millimeter-wave(mm-wave)generation,in which the electrical phase shifter and optical filter are omitted.Theoretical analysis is given to reach the optimum operating conditions including direct current(DC)bias voltage,optical transmission point of the dual-parallel Mach-Zehnder modulator(MZM)bias voltage,optical transmission point of the dual-parallel Mach-Zehnder modulator(DP-MZM),amplitude of the radio frequency(RF)driving signal and the impact of the extinction ratio(EF)on the optical sideband suppression ratio(OSSR)and radio frequency spurious suppression ratio(RFSSR).Experiments prove an OSSR of 15 dB and an RFSSR of 26 dB for the new frequency quadrupling scheme at 6 GHz,8 GHz and 10 GHz of RF driving signal without any electrical phase shifter or optical filter.This system exhibits the advantage of low wavelength dependence and large frequency tunable range.     

基于双平行马赫曾德尔调制器和受激布里渊散射效应的十倍频毫米波信号生成

提出了一种基于双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZ M)和受激布里渊散射(SBS)效应的10倍频mm 波信号生成方案,具有覆盖频段高和频谱纯度高等优点。在本文方案中,低频率的射频(RF )信号通过DPMZM 对激光器发出的光波进行调制,调节直流偏置电压,使DPMZM的主调制器和两个子调制器均 工作在最小传 输点(MITP),抑制光载波和偶数边带,进一步调节两个子调制器的调制深度和移相器的相 移,抑制一阶和 七阶边带,留下三阶和五阶边带,然后利用SBS效应进行布里渊边带滤波滤除三阶边带,仅 保留五阶边带, 再经光电探测器(PD)拍频即可获得10倍频mm波信号。通过仿真实验,以10 GHz的R F信号为驱 动信号,得到了100GHz的mm波信号,验证了方案的可行性。     

A mechanically biased electrooptic polymer modulator

Mechanical biasing of an electrooptic polymer modulator is proposed and demonstrated by heterogeneously integrating waveguide structures with a piezoelectric element. Biasing is achieved by changing the path-length of one arms of a Mach-Zehnder interferometer by mechanically bending the waveguide structure. Applying ac voltage to the piezoelectric element generates a pilot tone, which is used to monitor the bias point of the modulator, while applying dc tunes the modulator to quadrature. The method separates the biasing and RF modulation of the device, thus avoiding the need for external biasing components and eliminating electrical bias drift     

基于双光频梳的多频段变频方法

为了探寻一种基于光频梳的灵活、高效的多频段变频方案,采用一个双驱动马赫-曾德尔调制器（D-MZM）和两个双平行马赫-曾德尔调制器（DP-MZM）组成的系统,由接收到的射频信号驱动D-MZM,进行单边带调制,进而得到一个载波和+1阶边带。利用两个DP-MZM分别作为两个光频梳产生器,产生两个相位相干、中心频率不同的光频梳,并进行了理论分析和实验验证;同时还研究了直流偏置点漂移对系统变频效率的影响。结果表明,所提出的变频系统,可将Ku波段的15GHz微波信号转化成3GHz,7GHz,11GHz,19GHz,23GHz和27GHz的信号;输出的微波信号信噪比可达28.82dB~29.99dB;直流偏置点的漂移量在-10%~50%范围内影响明显。该方法可为卫星通信系统提供多频段变频功能,从而满足多频段通信需求。