電光調(diào)制器是利用介質(zhì)的線性電光效應(yīng)。在外加調(diào)制信號(hào)時(shí)，介質(zhì)的折射率在信號(hào)電場(chǎng)的作用下由于電光效應(yīng)而產(chǎn)生變化，當(dāng)光載波進(jìn)入調(diào)制器后這種變化Z終將引起光載波的相位、振幅或頻率上的變化。

電光調(diào)制器是什么

　　電光調(diào)制器是利用某些電光晶體，如鈮酸鋰晶體(LiNbO₃)、砷化稼晶體(GaAs)和鉭酸鋰晶體(LiTaO₃)的電光效應(yīng)制成的調(diào)制器。電光效應(yīng)即當(dāng)把電壓加到電光晶體上時(shí)，電光晶體的折射率將發(fā)生變化，結(jié)果引起通過該晶體的光波特性的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)的相位、幅度、強(qiáng)度以及偏振狀態(tài)的調(diào)制。

　　電光調(diào)制器有很多用途。相位調(diào)制器可用于相干光纖通信系統(tǒng)，在密集波分復(fù)用光纖系統(tǒng)中用于產(chǎn)生多光頻的梳形發(fā)生器，也能用作激光束的電光移頻器。

　　電光調(diào)制器有良好的特性，可用于光纖有線電視(CATV)系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)中基站與中繼站之間的光鏈路和其他的光纖模擬系統(tǒng)。

　　電光調(diào)制器除了用于上述的系統(tǒng)中用于產(chǎn)生高重復(fù)頻率、極窄的光脈沖或光孤子(Soliton)，在先進(jìn)雷達(dá)的欺騙系統(tǒng)中用作為光子寬帶微波移相器和移頻器，在微波相控陣?yán)走_(dá)中用作光子時(shí)間延遲器，用于光波元件分析儀，測(cè)量微弱的微波電場(chǎng)等。

電光調(diào)制器的原理

　　電光調(diào)制器的基礎(chǔ)是電光效應(yīng)。根據(jù)電光晶體的折射率變化量和外加電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，電光效應(yīng)可分為線性電光效應(yīng)(泡克耳斯效應(yīng))和二次電光效應(yīng)(克爾效應(yīng))。因?yàn)榫€性電光效應(yīng)比二次電光效應(yīng)的作用效果明顯，因此實(shí)際中多用線性電光調(diào)制器對(duì)光波進(jìn)行調(diào)制。線性電光調(diào)制器可分為縱向的和橫向的。在縱向的調(diào)制器中，電場(chǎng)平行于光的傳播方向，而橫向調(diào)制器的電場(chǎng)則垂直于光傳播的方向。

　　將電光調(diào)制器應(yīng)用于激光通信的主要目的是對(duì)激光通信系統(tǒng)中激光器的速率、功率、寬帶的寬進(jìn)行有效調(diào)制，這要求電光調(diào)制器能夠在無失真?zhèn)鬏敿す獾幕A(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)上述參數(shù)的有效調(diào)制。因此，進(jìn)行電光調(diào)制器設(shè)計(jì)，應(yīng)明確以下目標(biāo)：高消光比、低驅(qū)動(dòng)電壓、高調(diào)制速度、較大的帶寬、低損耗。

電光調(diào)制器的設(shè)計(jì)與選擇

　　1、調(diào)制晶體對(duì)電光調(diào)制的效果影響顯著，在選擇晶體時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：光學(xué)性能好，折射率均勻，吸收色散損耗小，透明度高，電光系數(shù)大，物理性能優(yōu)越等等。目前較常用的晶體材料包括鈮酸鋰和KDP類晶體，由于KDP類晶體的物理性能不佳，容易發(fā)生潮解，因此其調(diào)制性能往往受到環(huán)境限制，而鈮酸鋰晶體則具有優(yōu)越的透光性和物理性能，是電光調(diào)制晶體設(shè)計(jì)的理想材料。

　　2、串聯(lián)方式的選擇對(duì)功率損耗量影響較大，通常采用n級(jí)晶體串聯(lián)的方式來降低，此外，為了使n級(jí)晶體電光效應(yīng)逐步提高，應(yīng)將晶體的x軸與y軸方向旋轉(zhuǎn)90°進(jìn)行安置，同時(shí)，不應(yīng)串聯(lián)過多快晶體，避免電容過大。

　　3、電光調(diào)制器輸出特性與外加電壓的關(guān)系式非線性的，加入電光調(diào)制器工作于非線性部分，那么調(diào)制光將發(fā)生畸變，只有確保高次諧波幅值在允許范圍內(nèi)，才能避免畸變。實(shí)際設(shè)計(jì)中，秩序帶入電光調(diào)制器半波電壓以及調(diào)制率的范圍，就可驗(yàn)證調(diào)制電壓峰-峰值是否符合設(shè)計(jì)要求。

　　4、電光調(diào)制器的選擇應(yīng)考慮溫度補(bǔ)償、壓電諧振、光束發(fā)散角等因素。溫度補(bǔ)償方面，可采用兩個(gè)長(zhǎng)度相等的晶體中間插入一塊半波長(zhǎng)片或采用兩個(gè)長(zhǎng)度相等的晶體的外加電場(chǎng)軸相互垂直的結(jié)構(gòu)的方法來解決;壓電諧振方面，可采用金屬或樹脂加固晶體的方法來YZ諧振;光束發(fā)散方面應(yīng)將發(fā)散角控制為調(diào)直機(jī)孔徑的三分之二，來減少發(fā)散角。

　　5、電光調(diào)制驅(qū)動(dòng)器是為電光調(diào)制器提供電壓的裝置，通常，電光調(diào)制驅(qū)動(dòng)器由放大器和自動(dòng)偏置控制系統(tǒng)兩部分組成。電光調(diào)制驅(qū)動(dòng)器提供的帶寬，能夠?qū)φ{(diào)制晶體的帶寬產(chǎn)生決定作用。電光調(diào)制驅(qū)動(dòng)器的放大器的閉環(huán)貸款決定了電光調(diào)制驅(qū)動(dòng)器的Zda帶寬，此外，轉(zhuǎn)換率、電流限制以及PC濾波也可限制帶寬。