電光調(diào)制器的性能主要由幾個參數(shù)決定,相對而言,插損,半波電壓,帶寬和消光比是最常見的,也是最經(jīng)常問到的問題,本章節(jié)將介紹電光調(diào)制器常見參數(shù)的測量方法。
調(diào)制器的損耗是由于光纖和波導(dǎo)耦合,光在波導(dǎo)的傳輸過程等造成的光強(qiáng)衰減。對于強(qiáng)度調(diào)制器,需要通過調(diào)節(jié)調(diào)制器的DC偏壓(Pin 1&2),以測量調(diào)制器的最大傳輸(輸出)功率。對于相位調(diào)制器,則無需偏壓控制,直接測量輸入和輸出功率。需要注意的是有和無光學(xué)接頭(通常為FC/APC)的調(diào)制器測量方法的區(qū)別,常規(guī)產(chǎn)品都是帶光纖接頭的,所以這里我們僅僅介紹這種測量方法。無光纖接頭的測量方法,請聯(lián)系我們提供詳細(xì)的調(diào)制器手冊。 將電光調(diào)制器輸入功率和輸出功率之差定義為插損:
接下來的部分描述關(guān)于帶光纖接頭的電光強(qiáng)度調(diào)制器的測量:
參考光功率的測量(Pref):
強(qiáng)度調(diào)制器最大輸出功率測量 (Pout):
(偏壓控制器:DC偏壓被設(shè)置到最大輸出功率的點(diǎn))
備注:該測量包含因光纖接頭錯位及配合法蘭匹配問題所帶來的不確定性。
鑒于每個器件(接頭、法蘭)的質(zhì)量、兼容性,我們估計的大致光損耗如下:
FC/APC @1550 nm: IL ≤ 0.25 dB每個接頭
FC/APC @1060 nm: IL ≤ 0.4 dB每個接頭
FC/APC @850 nm: IL ≤ 0.5 dB每個接頭
1.2靜態(tài)消光比(Static Extinction Ratio - SER)
靜態(tài)消光比僅僅適用用強(qiáng)度調(diào)制器,而非相位調(diào)制器。其被定義為,在無外接射頻RF電信號的時候,強(qiáng)度調(diào)制器輸出光的ON-(or Max)狀態(tài)和OFF-(or Min)狀態(tài)之間的最大動態(tài)范圍。通過調(diào)節(jié)調(diào)制器的DC偏壓(Pin 1&2),以測量調(diào)制器的最大輸出(ON)和最小輸出(OFF)光功率,通過dB值表示:
強(qiáng)度調(diào)制器的傳輸曲線
靜態(tài)消光比
調(diào)制器最大輸出功率測量 (Pmax): Pmax在功率計上被設(shè)置為參考點(diǎn),方便后面測量
(偏壓控制器:DC偏壓被設(shè)置到最大和最小輸出功率的點(diǎn))
備注:用于調(diào)節(jié)Pmin的DC電壓是可正可負(fù)。我們建議選擇最接近光功率為零的那個Min點(diǎn)作為參考(以便最大程度的降低DC漂移)。如下圖,0V左右兩邊各有一個Min點(diǎn),左邊Min點(diǎn)所對應(yīng)的optical power數(shù)值更接近零。
強(qiáng)度調(diào)制器傳輸曲線
動態(tài)消光比的測量需要接入射頻RF電信號在調(diào)制器的射頻端口,并且DC偏壓設(shè)置在所做應(yīng)用的合適工作點(diǎn)上(通常Quad+,Quad-,Min,詳見調(diào)制器的偏壓控制文章)。所以,動態(tài)消光比是和最終應(yīng)用相關(guān)的。例如數(shù)字調(diào)制方式(10Gb/s,通過MX-LN-10調(diào)制),如下圖,通過PRBS產(chǎn)生射頻電信號,偏壓控制在Quad點(diǎn)上,通過高速示波器,我們測量的眼圖最高和最低水平的比值-動態(tài)消光比是18.6dB(見示波器測量數(shù)值Ext. Ratio)。
沒有特殊的物理原因解釋為什么動態(tài)消光比和靜態(tài)消光比不一樣。但是,動態(tài)消光比通常測量的要比靜態(tài)消光比低一些。我們的簡單解釋是,動態(tài)消光比測試中由于引入了射頻信號,射頻放大器,高速探測器和示波器等更多器件和設(shè)備,這些額外的噪聲會導(dǎo)致動態(tài)消光比的略低。
通常有兩種半波電壓的定義:直流偏壓的半波電壓VπDC和射頻半波電壓VπRF,下面將分別介紹。
直流偏壓的半波電壓VπDC僅僅適用于強(qiáng)度調(diào)制器,而非相位調(diào)制器(無偏壓接口)。VπDC是電光調(diào)制器,通過DC偏壓調(diào)節(jié),傳輸?shù)墓獠ㄒ胍粋€相移所需的電壓。對于強(qiáng)度調(diào)制器,即M-Z干涉儀,半波電壓(Vπ)對應(yīng)為將光輸出功率從最大Pmax改變?yōu)樽钚min時的DC偏壓值,(參考調(diào)制器的傳輸曲線MTF),其測量方法同前面靜態(tài)消光比的測量,只不過此時記錄電壓值的差值。
強(qiáng)度調(diào)制器傳輸曲線
射頻半波電壓V RF是射頻信號源的電壓注入RF射頻端口,輸出的光波一個相移所需的電壓。對于強(qiáng)度調(diào)制器,該電壓需將光輸出功率從為最小Pmin(OFF狀態(tài))調(diào)制到最大Pmax(ON狀態(tài))。 對于數(shù)字調(diào)制,如前面眼圖,眼圖的張開(強(qiáng)度)的大小是通過改變射頻驅(qū)動電壓的大小而優(yōu)化得到最好的動態(tài)消光比,此時注入調(diào)制器的射頻電壓稱為射頻半波電壓VπRF。
對于相位調(diào)制器測量VπRF,必須將相位的變化轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)度的變化。這有很多方法:其一包括45度入射相位調(diào)制器波導(dǎo)(偏振波導(dǎo)APE工藝不適用,通常iXblue 1um及其以下波長調(diào)制器為偏振波導(dǎo)),建議一個干涉儀系統(tǒng)。其二可通過在一路光路中加入相位調(diào)制器,建議法布里-珀羅干涉儀。更多方法,請參考我們應(yīng)用指南”相位調(diào)制器帶寬測試”應(yīng)用指南。
S11是電回?fù)p,定義為射頻電信號從調(diào)制器RF端口反射會信號源的比例(dB表示)。S21定義為注入調(diào)制器射頻端口的電信號-3dB高頻截至帶寬。調(diào)制器的RF射頻端的高頻效率通常由電回?fù)p和電光帶寬決定,用高速儀器比如光電探測器和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀可測量出這些參數(shù)。強(qiáng)度調(diào)制器需要設(shè)置在正確的直流偏壓點(diǎn),并且輸入射頻弱信號(S11一般0dBm數(shù)量級,S21一般-15dBm數(shù)量級),S11需要記錄它在整個頻率段的最大數(shù)值,S21測量時網(wǎng)絡(luò)分析儀和高速光探測器需要被校準(zhǔn)和去嵌,以確保測量出的電光帶寬僅僅是調(diào)制器本身的。
Electro-optical bandwith (S11)
Electro-optical bandwith (S21)
特殊說明:調(diào)制器的帶寬我們定義為-3dB帶寬高頻截止頻率,此截至帶寬并非指完全截止,超過此頻率就無法使用。而是射頻驅(qū)動功率加載到調(diào)制器時,衰減一半功率的頻率點(diǎn),超過-3dB帶寬,調(diào)制器任然可以使用,僅僅是射頻衰減更高,調(diào)制效果變差。有些產(chǎn)品也會定義-6dB帶寬,或者可用帶寬(usable band width)等參數(shù)。
iXblue廠家命名方式及其-3dB帶寬:
-10: >10GHz,甚至14GHz
-20: >18GHz
-40: >28GHz
其他一些特殊指標(biāo),比如,偏振相關(guān)損耗(Polarization Dependent Loss – PDL),偏振消光比(Polarization Extinction Ratio – PER),剩余強(qiáng)度調(diào)制(Residual Amplitude Modulation – RAM)等請聯(lián)系蘇州波弗光電科技有限公司提供相應(yīng)資料,感謝您對iXblue產(chǎn)品的信任和支持。
蘇州波弗光電科技有限公司是法國iXblue公司中國區(qū)的授權(quán)代理商,負(fù)責(zé)ixblue電光調(diào)制器產(chǎn)品、光纖、參考發(fā)射機(jī)(ModBox)等產(chǎn)品國內(nèi)的售前、銷售、售后服務(wù)工作,同時波弗光電擁有大部分iXblue電光調(diào)制器、射頻放大驅(qū)動器、偏壓控制器現(xiàn)貨產(chǎn)品,有需要的用戶請聯(lián)系蘇州波弗光電科技有限公司。
相關(guān)產(chǎn)品:
780-2200nm, 多系列可選, 帶寬:DC-70GHz |
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780-2200nm, 多系列可選, 帶寬:DC-40GHz |
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模擬驅(qū)動器、 數(shù)字驅(qū)動器、 脈沖驅(qū)動器、 多功能驅(qū)動器, 高達(dá)40GHz |
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