Амплитудный модулятор 1550

Амплитудный модулятор 1550

Подробнее 
ВСЕ
для вас
 об Амплитудном модуляторе 1550
Описание

Амплитудный модулятор представляет собой единое электро-оптическое устройство для модуляции пучка света от лазерных источников излучения. Корпус выполнен из сплавов меди и имеет размеры 92×12×10 мм, волокна с сохранением поляризации (PM fiber) и различные типы коннекторов. В модуляторе устанавливается кристалл ниобата лития LiNiO3, обеспечивающий работу в полосе частот до 40 ГГц в диапазоне длин волн 1520-1560 нм (C- и L- диапазоны).

В основе принципа работы устройства лежит эффект Поккельса или линейный электрооптический эффект. Это явление характеризуется расщеплением проходящего света в анизотропных кристаллах на несколько лучей, которые распространяются с разными скоростями, приобретая разность фаз между каналами.

Модулятор представляет собой интегрально-оптическую структуру, построенную по схеме интерферометра Маха–Цендера, состоящую из системы двухканальных оптических волноводов и параллельной им системы электродов. Лазерное излучение, входящее в световод, разделяется на два плеча, которые соединяются в выходном световоде, позволяя излучениям складываться когерентно. Около световодов припаиваются две пары электродов: электрод модуляции (RF electrod) и электроды смещения рабочей точки (DC electrod). Напряжение на входе модулятора необходимо для изменения разности фаз между составляющими в точке сложения, называемого полуволновым напряжением и определяет мощность управляющего сигнала, необходимую для управления электрооптическим модулятором. Для стабилизации рабочей точки и компенсации дрейфа фазы во второй электрический вход смещением подается небольшое переменное напряжение. Для присоединения электродов используется золото, в качестве адгезионного слоя используется медная подложка. Основные параметрами для модуляторов являются рабочий диапазон длин волн (wavelength range), полоса модуляции (modulation band), вносимые потери (insertion loss), полуволновое напряжение (half-wave voltage), коэффициент экстинкции.(extinction ratio) – отношение максимального коэффициента пропускания оптического модулятора к минимальному.

Применение внешних модуляторов обусловлено необходимостью сохранения формы импульса при высокой частоте управляющего сигнала. При частотах модуляции выше 5 ГГц форма импульса лазера прямой модуляции искажается, приводя к невозможности детектирования сигнала. Использование частот передачи данных более 20 ГГц на магистральных линиях волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС) создает необходимость использования внешних амплитудных модуляторов для кодирования и усиления сигнала. Модуляторы на основе ниобата лития подходят для оптических телекоммуникационных систем, использующих разделение сигналов по длинам волн (WDM) и систем радиофотоники (Microwave Photonics). На модуляторах основаны широкополосные радиофотонные тракты c внешней модуляцией, сверхширокополосные радиофотонные преобразователи частоты, радиофотонные высокостабильные СВЧ-автогенераторы гармонических сигналов, сверхширокополосные радиофотонные аналого-цифровые преобразователи.

Телекоммуникация

                           Системы спектрального уплотнения и Телекоммуникации Системы спектрального уплотнения и Телекоммуникации

Схема контрольно-измерительного оборудования для амплитудного электрооптического модулятора в телекоммуникации

В оптический вход электрооптического-модулятора через оптическое волокно проходит лазерное излучение с длиной волны 1550 нм. В качестве источника излучения могут использоваться лазеры и лазерные диоды с возможностью присоединения оптического волновода, имеющие непрерывную выходную мощность. К входному электрического порта модулятора подключается векторный анализатор для подачи колебательного сигнала. К второму порту подключается сопротивление, обычно составляет 50 Ом. Получаемое преобразование направляется на выходной оптический порт с подключенным через оптический волновод фотодетектор. Информация о получаемых изменениях с фотодетектора так же как и сопротивление подключается к второму порту векторного анализатора. Снятые с характеристики преобразований передаются на персональный компьютер для анализа качества или исправности электро-оптического модулятора.

Радиофотоника

                                                         Радиофотоника

Амплитудный модулятор 1550

Схема радиофотонной линии передачи сигнала

Для преодоления ограничений коэффициента передачи источником излучения в радиофотонной линии связи применяется электрооптический модулятор. В  схеме применяется непрерывный лазер или лазерный диод с драйвером управления  длины волны 1550 нм. Излучение транслируется по оптическому волокну на вход модулятора. На электрический вход модулирующего устройства подается последовательность прямоугольных импульсов  от  генератора и преобразователя сигналов. Второй электрический вход предназначается для контроля  рабочей точки. Промодулированный оптический сигнал из модулятора по оптическому волокну попадает на фотоприемник. Показания с фотодетектора передается на преобразователь оптического сигнала для получения конечной последовательности формации.

 

Криптография

                                            Криптография и фотонные системы

Амплитудный модулятор 1550

Схема контрольно-измерительного счета одиночных фотонов

В качестве источника света используется одночастотный лазер или лазерный диод с драйвером управления, имеющие длину излучения волны 1550 нм. Непрерывное излучение через оптическое волокно подается  на вход  модулятора. На электрический вход модулирующего устройства подается последовательность прямоугольных импульсов, со сформированным плоским дном,  от  генератора и преобразователя сигналов. К  выходу модулятора подключен источник постоянного напряжения,  позволяющий регулировать рабочую точку. От оптического выхода модулятора через волновод подключен делитель на два  канала. Первый канал предназначен для выставления рабочей точки, контроль за которой осуществляется через измеритель мощности. К второму каналу подключен  оптический аттенюатор с регулируемым коэффициентом затухания, после прохождения которого кванты попадают на счетчик единичных фотонов. При попадании фотона на детектор, формируется импульс напряжения длительностью 10 нс. Для подсчета импульсов используется частотомер или высокочастотный осциллограф.

 

Характеристики

       Ниже приведены основные параметры по модуляторам и графики частотных характеристик получаемые на выходом контроле нашего производства

 

Длина волны когерентного излучения, нм

1520-минимальное значение;

1520÷1560-типичное значение;

1600-максимальное значение

1Оптические внесённые
потери (OIL), дБ

3-минимальное значение;

4.0÷4.5-типичное значение;

5-максимальное значение

2Оптические обратные потери (ORL), дБ

40-минимальное значение;

50-максимальное значение

Допустимая мощность волны
на входе устройства, мВт

100-максимальное значение

Диапазон рабочих частот, ГГц

10 (по спаду АЧХ на 3дБ)-типичное значение;

20-максимальное значение

3Параметр S11, дБ

-10-типичное значение;

-12-максимальное значение

Величина полуволнового напряжения (RF Vπ, 10 ГГц), В

<5-типичное значение;

<6-максимальное значение

Режим работы

Непрерывный

1Параметр OIL определяется как 10lg(Pin/ Ptr) [дБ], где Pin – мощность волны на входе устройства, Ptr – мощность волны на выходе устройства.

2Параметр ORL определяется как 10lg(Pin/ Pref) [дБ], где Pin – мощность волны на входе устройства, Pref – мощность волны, отражённой устройством.

3Параметр S11 определяется как коэффициент отражения от входа устройства, при условии, что устройство на выходе волну не отражает.

Электрооптический отклик (S21)v

Амплитудный модулятор 1550

 

Отражение от СВЧ входа (S11)

Амплитудный модулятор 1550

Длина волоконных выводов, м

1-минимальное значение;

1.5-типичное значение;

2-максимальное значение

Тип волокна

С сохранением поляризации (PM)

Температура эксплуатации,℃

-10÷50

Влажность воздуха, %

20÷80

Входной поляризатор

Опционально

Габаритные размеры, мм

89 × 9 × 9

 

Амплитудный модулятор 1550График зависимости амплитуды оптического сигнала от амплитуды напряжения смещения.

Амплитудный модулятор 1550

График спектра  при напряжении смещения – 0.2 В, частота и мощность модулирующего радиочастотного сигнала ‒ 12 ГГц и 0 дБм, соответственно. Гармоники высших порядков отсутствуют при мощности РЧ сигнала ниже +15 дБм.