如今，電光調(diào)制器被廣泛應(yīng)用在光學(xué)、光子學(xué)和脈沖激光的應(yīng)用中，新一代科學(xué)家正在為其實(shí)際應(yīng)用開(kāi)辟新的領(lǐng)域，例如汽車激光雷達(dá)、醫(yī)療解決方案、航空航天與國(guó)防、量子和激光傳感器。日益苛刻的應(yīng)用要求使高端任意波形和函數(shù)發(fā)生器成為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的正確選擇，它提供了前所未有的靈活性，為工程師提供了一個(gè)強(qiáng)大的儀器，可以產(chǎn)生各種類型的脈沖、信號(hào)和調(diào)制。

不同的應(yīng)用需要不同類型的信號(hào)，下面我們將介紹一些 AWG 應(yīng)用實(shí)例：

產(chǎn)生高振幅和高速脈沖，直接驅(qū)動(dòng)電光調(diào)制器。

產(chǎn)生不同類型的信號(hào)和脈沖，為量子光學(xué)應(yīng)用提供刺激。

產(chǎn)生脈沖以驅(qū)動(dòng)脈沖激光二極管。

內(nèi)部電光調(diào)制器

集成光波導(dǎo)能夠沿著確定的路徑引導(dǎo)光線，類似于光纖。波導(dǎo)由折射率高于周圍材料的通道組成。

集成光波導(dǎo)

光導(dǎo)是通過(guò)通道壁的全內(nèi)反射來(lái)實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)波長(zhǎng)、基材折射率、折射率差、通道寬度和深度的不同，可以激發(fā)一個(gè)或多個(gè)橫向振蕩模式。由于單模操作對(duì)許多集成光學(xué)元件的功能至關(guān)重要，因此備受關(guān)注。集成光學(xué)元件通常配有光纖，尤其是在光通信技術(shù)中。

線性電光效應(yīng)又稱波克爾斯效應(yīng)，是一種二階非線性效應(yīng)，包括在施加外部電場(chǎng)時(shí)光學(xué)材料折射率的變化。折射率的變化量與電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)方向和光的偏振成正比。

制造集成光學(xué)調(diào)制器的首選材料是鈮酸鋰（LiNbO 3）。如果對(duì)使用長(zhǎng)度為 L 的電極的波導(dǎo)施加電場(chǎng)，則電極之間區(qū)域的折射率會(huì)發(fā)生變化，從而使引導(dǎo)光發(fā)生相移。相移與施加的電壓呈線性關(guān)系。

相位調(diào)制器

相移

電壓通常為幾伏。在給定的電極幾何形狀下，長(zhǎng)波長(zhǎng)的電壓高于短波長(zhǎng)。例如，在紅光（635 納米）波長(zhǎng)范圍內(nèi)，預(yù)期電壓為 3 伏，而在電信波長(zhǎng)范圍內(nèi)（約 1550 納米），預(yù)期電壓為 10 伏。由于電光響應(yīng)速度極快、控制電壓較低以及使用了復(fù)雜的電極幾何形狀，因此可以實(shí)現(xiàn)千兆赫范圍內(nèi)的調(diào)制頻率。

相位調(diào)制器插入集成的馬赫-澤恩德干涉儀，形成一個(gè)振幅調(diào)制器。

馬赫-澤恩德光學(xué)調(diào)制器

施加電壓會(huì)導(dǎo)致分支間產(chǎn)生相對(duì)相位差，從而通過(guò)干擾改變?cè)O(shè)備輸出端的輸出功率。因此，設(shè)備傳輸功率可控制在最小值和最大值（P min 至 Pmax）之間。

從開(kāi)啟狀態(tài)切換到關(guān)閉狀態(tài)或從關(guān)閉狀態(tài)切換到開(kāi)啟狀態(tài)都需要一個(gè)相對(duì)相位差 π。所需的電壓稱為振幅調(diào)制器的半波電壓 Vπ。

由于集成光波導(dǎo)，振幅調(diào)制器的半波電壓是電極長(zhǎng)度相等的相位調(diào)制器半波電壓的一半。例如，在波長(zhǎng)為 635 nm 的紅光波段，半波電壓預(yù)計(jì)為 1.5 V；在波長(zhǎng)為 1550 nm 左右的電信波段，半波電壓預(yù)計(jì)為 5 V。

輸入/輸出光

調(diào)幅器特性指南

將射頻信號(hào)作為調(diào)制電壓施加到電極上，電子輸入會(huì)轉(zhuǎn)化為振幅信息。振幅輸出取決于電壓的大小和形狀，因此與調(diào)制器工作點(diǎn)的位置有關(guān)。圖中描述了將二進(jìn)制脈沖電輸入信號(hào)傳輸為二進(jìn)制光輸出信號(hào)的過(guò)程。如果電壓電平不正確，即電壓過(guò)高或偏移量不正確，調(diào)制器將在二進(jìn)制操作中產(chǎn)生不正確的光輸出電平，或在模擬操作中產(chǎn)生高次諧波。

馬赫-澤恩德振幅調(diào)制器的工作原理

Jenoptik 馬赫-澤恩德電光調(diào)制器

脈沖激光器

HK-AWG5000

HK-AWG5000 任意波形發(fā)生器可以產(chǎn)生振幅高達(dá) 5 Vpp 的窄脈沖（最小脈沖寬度為 230 ps），從而產(chǎn)生調(diào)制電壓。高振幅輸出信號(hào)加上 110 ps 的上升/下降時(shí)間（5 Vpp @ 2 GHz Bandiwdth），可以直接驅(qū)動(dòng)不同類型的光電調(diào)制器，而無(wú)需添加外部放大器。

HK-AWG5000 與電光調(diào)制器連接圖

借助 True-ARB 用戶界面，可以輕松生成不同形狀的脈沖，從而更深入地控制光輸出信號(hào)。

最小脈沖寬度

用于電光調(diào)制器控制的 True-Arb 設(shè)置

示波器截圖 - 多脈沖生成 5Vpp 振幅

用于電光調(diào)制器控制的 True-Arb 設(shè)置

振幅為 3.5Vpp 的電光調(diào)制器電壓輸入信號(hào)

振幅為 3.5Vpp 的電光調(diào)制器電壓輸入信號(hào)

新的行業(yè)要求和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，增加了對(duì)尖端測(cè)試設(shè)備儀器的需求，以滿足最苛刻的應(yīng)用和科學(xué)家最新的想法。HK-AWG5000 系列為您提供極為靈活的高性能解決方案，可生成各種類型的脈沖或信號(hào)，以應(yīng)對(duì)當(dāng)今量子光學(xué)、光子學(xué)和激光應(yīng)用領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。