铌酸锂电光调制器在低频调制中的应用

铌酸锂电光调制器在低频调制中的应用因为其高带宽的特性，铌酸锂电光调制器(LiNbO3Modulators)被广泛应用于高速数据光通讯(upto40Gb/s)与高频模拟信号传输(20GHz)。铌酸锂电光调制器(LiNbO3Modulators)较少被用于1GHz以下的低频调制应用中。然而，铌酸锂电光相位调制器(LiNbO3PhaseModulators)与基于其他替代技术的调制器相比在低频调制方面却有着明显的优势，例如体积更紧凑、操作更容易、驱动电压更低等。因此铌酸锂电光相位调制器甚至被认为是在kHz到MHz调制频率范围的理性器件！当要把铌酸锂相位调制器与具有较快上升沿与下降沿、低重复频率或长脉宽脉冲信号一起使用的时候，使用者需要十分谨慎。“高带宽”相位调制器(这里的“高带宽”是指＞1GHz的带宽)在上述调制信号的应用中性能并非最佳。为了得到高带宽性能，“高带宽”调制器的微波线阻抗是与〜50欧姆匹配的，并且负载电阻终端与射频线端相连以减少或避免电子射频信号反射。因此，较高的电流经过射频电极将因为Joule效应导致温度升高。当重复周期或脉冲宽度比热效应的时间长度更长的时候(如1kHz频率以内)，发热与热耗散就成为了一个问题。在加热与冷却周期内，电极与波导的物理性质将发生改变，从而导致产生意外的相位漂移。因此5GHz,10GHz或20GHz的铌酸锂相位调制器不适合非常低重频的应用。为了抑制上述现象，一个有效的方法是采用带有较高输入阻抗(typ10KQ)或直接开路(MQ)的调制器。有效电光带宽将被降低至几百MHz，这样的调制频率对于大多数应用尤其光纤传感方面应用是足够了，但是因为Joule效应产生的热效应将会显著降低至可以忽略。法国Photline公司为低重频的调制信号开发了一系列性能优化的相位调制器，例如可适用于800nm,1000nm,1300nm,1500nm的MPX-LN-0.1系列铌酸锂电光相位调制器。MPX-LN-0.1系列调制器已经通过高低温测试，其在-400C〜+850C范围内或剧烈温度变换条件下都能正常工作，并表现出良好的性能!测试案例：双折射相位调制器一个titaniumin-diffused相位调制器可以支持TE与TM两个偏振分量。通过将入射光偏振方向定位在波导主轴45度角的时候，相位调制器会对TE与TM两个偏振分量都产生作用。在两个偏振分量产生不同的相位调制效果。一个垂直或平行于入射偏振片的检偏器将会把相对相位变化转化成强度变化，从而可以用光电二极管极进行探测。下面两幅图(Fig.1与Fig2)展示了当一个50Hz和50kHz方波调制信号作用于一款高速调制器(例如MPZ-LN-20)时的调制效果。在图1(Fig.1)中可以看到，在非常低频(50Hz)调制下，有明显的热效应影响，在图2(Fig.2)中可以看到，在50kHz调制频率下，热效应影响有了显著改善。对于低于1GHz的低频调制，采用MPX-LN-0.1系列调制器的效果就很好。在这类调制器中，无负载阻抗与电极相连。下面的图3(Fig.3)与图4(Fig.4)展示了上述同样的调制信号作用与MPX-LN-0.1系列相位调制器的效果。从中可见，调制效果没有热效应的影响！

结论:对于低频调制应用，选用特定的低频铌