电光调制器光调制器有什么作用？光调制器主要用于什么系统

LiNbO3 调制器

在外加电场的作用下，晶体的折射率光吸收和光散射特性发生了变化，由此而产生的效应称为电光效应.当晶体折射率的改变与所加电场成正比时，即电场的一次项 ，这种电光效应称为线性电光效应，由Pokels于 1893年发现，也称为Pokels效应，一般发生于无对称中心晶体中，该效应是电光调制的基础。

当晶体折射率的改变与所加电场强度的平方成正比时，即电场的二次项 ，这种电光效应由Kerr在 1875年发现，称为二次电光效应或称为Kerr电光效应，二次电光效应存在于一切晶体中。

对LiNbO3晶体来说，线性电光效应比二次电光效应显著的多，因此调制器主要利用其线性电光效应进行调制。

铌酸锂电光调制器的工作原理简单的描述为，当晶体特定方向施加电场作用时，由于电光效应导致晶体折射率的改变，继而引起晶体中传输光波的额外相位变化，从而达到调制光波的目的。

常见的电光强度调制器是马赫-曾德尔(MZ)调制器，光波在光波导中传输至第一个3dB耦合器处，光波被分成相等的两路，光波在每个支路路分别通过光波导传送至第二个3dB耦合器处，两列波最后相干叠加。

电光调制基本原理?

高性能的光纤通信系统要求对直流激光源发出的激光施行外调制。

激光的外调制具有的优点是高速率、大消光比、大光功率和消除半导体激光器内调制产生的光频率跳变的“啁啾”现象。

　　电光调制是基于线性电光效应（普克尔效应）即光波导的折射率正比于外加电场变化的效应。

电光效应导致的相位调制器中光波导折射率的线性变化，使通过该波导的光波有了相位移动,从而实现相位调制。

单纯的相位调制不能调制光的强度。

由包含两个相位调制器和两个Y分支波导构成的马赫－泽德（Mach-Zehnder）干涉仪型调制器能调制光的强度。

　　体块型的光调制器比集成光学调制器需要更高的调制电压，因此在光纤系统中都选用带有光纤的集成光学调制器。

理论上，用任何具有高速电光效应响应、能透过所使用激光的材料都能制作高速电光调制器。

现在适合用于光纤通信系统的调制器材料有铌酸锂（LiNbO3）、砷化镓（GaAs）和聚合物（Polymer）。

砷化镓和聚合物调制器中的光波导为带脊波导，它们与单模光纤光连接的损耗比铌酸锂波导与单模光纤要大得多。

聚合物调制器的长期稳定性尚不理想。

因此当前实用光纤通信系统中都选用铌酸锂调制器。

　　铌酸锂条形光波导是用钛扩散或退火质子交换方法提高了X-切或Z-切Y-传铌酸锂晶片表面窄条内的折射率而制成的。

在光纤通信用的1.3mm和1.55mm工作波长上，这种光波导能承受大于100毫瓦光功率的通过，而不会造成不可治愈的光损伤。

　　作为传输线的行波电极制作调制器比电极长度远小于微波波长的集总电极制作的调制器有宽得多得多的调制带宽。

集总电极铌酸锂调制器的调制带宽与电极长度乘积约小于2.2GHz·cm,而实验验证行波电极铌酸锂调制器有大于200GHz·cm的调制带宽与电极长度乘积。

OC-192/STM-64制式光纤通信系统优质光发射机中所用的10Gb/s铌酸锂强度调制器的3dB电带宽为8GHz或3dB光带宽为15GHz。

而OC-768/STM-256制式密集波分复用（DWDM）光纤系统光发射机中的40Gb/s调制器的3dB电带宽应达到30GHz。

　　在电通信系统中,原始高速率数字信号电平的峰－峰值只有0.8V。

因为数据率大于2.5Gb/s的铌酸锂调制器的半波电压（Vp）较高，故都需要用驱动器来推动调制器。

驱动器不仅要有很宽的工作频带，并且要能提供足够大的微波输出功率。

例如：对于10Gb/s、Vp＝5.5V的调制器，需要驱动器具有75KHz 到8GHz的工作频带及20dBm（100mW）的1dB输出功率。

制作高速率的驱动器是非常困难的，因此制作具有低Vp的调制器是很受欢迎的。

　　当然，也要求调制器有良好的其他性能，如低的光插入损耗、大的消光比、小的光反射损耗、弱的电反射损耗和合适的啁啾（chirp）参量。

　　高速电光调制器有很多用途。

高速相位调制器可用于相干光纤通信系统，在密集波分复用光纤系统中用于产生多光频的梳形发生器，也能用作激光束的电光移频器。

　　M－Z铌酸锂调制器有良好的特性，可用于光纤有线电视（CATV）系统、无线通信系统中基站与中继站之间的光链路和其他的光纤模拟系统。

　　高速M－Z铌酸锂调制器除了用于上述的高数据率的数字光纤系统外，还可在光时分复用（OTDM）系统中用于产生高重复频率、极窄的光脉冲或光孤子（Soliton），在先进雷达的欺骗系统中用作为光子宽带微波移相器和移频器，在微波相控阵雷达中用作光子时间延迟器，用于高速光波元件分析仪，测量微弱的微波电场等。

什么是普克尔盒？

普克尔盒也叫普克尔斯盒，它的原理就是克尔电光效应，即放在电场中的晶体，由于其分子受到电力的作用而发生取向（偏转），呈现各向异性，结果产生双折射，即沿两个不同方向物质对光的折射能力有所不同。

普克尔盒一般用来做电光调制器，电光调制器是一套系统，需要普克尔盒加上驱动电源，根据参数需求不同可选择不同的调制类型和调制频率。

一般对光有3种调制：强度调制，偏振态调制和相位调制。

上海昊量光电代理的美国Conoptics横向电光调制器，在自由光路中调制频率可达100MHz以上 应用：PDH稳频；TDTR时域热反射；冷原子；双光子等

光调制器有什么作用？光调制器主要用于什么系统

电光调制器(EOM)是利用某些电光晶体，如铌酸锂(LiNbO3)、砷化镓(GaAs)和钽酸锂(LiTaO3)的电光效应而制成的。

电光调制是基于线性电光效应(普尔克效应)即光波导的折射率正比于外加电场变化的效应。

电光效应导致的相位调制器中光波导折射率的线性变化，使通过该波导的光波有了相位移动，从而实现相位调制。

单纯的相位调制不能调制光的强度。

但由包含两个相位调制器和两个Y分支波导构成的马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪型调制器可以调制光的强度。

M-Z干涉仪式调制器结构如图1所示。

输入光波经过一段光路后在一个Y分支处被分成相等的两束，分别通过两光波导传输，光波导是由电光材料制成的，其折射率随外加电压的大小而变化，从而使两束光信号分别到达第2个Y分指出产生相位差。

若两束光的光程差是波长的整数倍，两束光相干抵消，调制器输出很小。

因此通过控制电压就能对光信号进行调制。

对于各种类型的高速调制器，主要应考虑高频信号的频率限制问题，为此可将高频调制信号以行波形式输入，以确保电光调制器中光波和调制电场具有相同的速度。

目前高速长距离系统中，所用调制器大多数是以M-Z干涉仪为基础的行波电极电光调制器。

这种调制器具有如下优点： (1) 采用行波电极，可获得很高的工作速度； (2) 以铌酸锂(LiNbO3)材料为衬底制作的M-Z调制器与DFB激光器(分布式反馈激光器)组合，使调制信号的频率啁啾非常小； (3) 性能的波长依赖性很小。

对未来的光网络来说，集成化是必然的发展趋势，对器件的尺寸的要求越来越苛刻。

有机聚合物是当今公认的最具挑战意义的一种新型非线性光学材料，并且由于其自身的优点，正成为人们关注的焦点。

使用聚合物电光材料制成的有机物电光调制器将在未来的光通信、光信息处理领域发挥越来越重要的作用。