如今，電光調(diào)制器被廣泛應用在光學、光子學和脈沖激光的應用中，新一代科學家正在為其實際應用開辟新的領(lǐng)域，例如汽車激光雷達、醫(yī)療解決方案、航空航天與國防、量子和激光傳感器。日益苛刻的應用要求使高端任意波形和函數(shù)發(fā)生器成為應對這些挑戰(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強大的儀器，可以產(chǎn)生各種類型的脈沖、信號和調(diào)制。

不同的應用需要不同類型的信號，下面我們將介紹一些 AWG 應用實例：

產(chǎn)生高振幅和高速脈沖，直接驅(qū)動電光調(diào)制器。

產(chǎn)生不同類型的信號和脈沖，為量子光學應用提供刺激。

產(chǎn)生脈沖以驅(qū)動脈沖激光二極管。

內(nèi)部電光調(diào)制器

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

集成光波導

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

線性電光效應又稱波克爾斯效應，是一種二階非線性效應，包括在施加外部電場時光學材料折射率的變化。折射率的變化量與電場強度、電場方向和光的偏振成正比。

制造集成光學調(diào)制器的首選材料是鈮酸鋰（LiNbO 3）。如果對使用長度為 L 的電極的波導施加電場，則電極之間區(qū)域的折射率會發(fā)生變化，從而使引導光發(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，長波長的電壓高于短波長。例如，在紅光（635 納米）波長范圍內(nèi)，預期電壓為 3 伏，而在電信波長范圍內(nèi)（約 1550 納米），預期電壓為 10 伏。由于電光響應速度極快、控制電壓較低以及使用了復雜的電極幾何形狀，因此可以實現(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，形成一個振幅調(diào)制器。

馬赫-澤恩德光學調(diào)制器

施加電壓會導致分支間產(chǎn)生相對相位差，從而通過干擾改變設(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)切換到開啟狀態(tài)都需要一個相對相位差 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，振幅調(diào)制器的半波電壓是電極長度相等的相位調(diào)制器半波電壓的一半。例如，在波長為 635 nm 的紅光波段，半波電壓預計為 1.5 V；在波長為 1550 nm 左右的電信波段，半波電壓預計為 5 V。

輸入/輸出光

調(diào)幅器特性指南

將射頻信號作為調(diào)制電壓施加到電極上，電子輸入會轉(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)制器工作點的位置有關(guān)。圖中描述了將二進制脈沖電輸入信號傳輸為二進制光輸出信號的過程。如果電壓電平不正確，即電壓過高或偏移量不正確，調(diào)制器將在二進制操作中產(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 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。高振幅輸出信號加上 110 ps 的上升/下降時間（5 Vpp @ 2 GHz Bandiwdth），可以直接驅(qū)動不同類型的光電調(diào)制器，而無需添加外部放大器。

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。

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

振幅為 3.5Vpp 的電光調(diào)制器電壓輸入信號

新的行業(yè)要求和新產(chǎn)品的開發(fā)，增加了對尖端測試設(shè)備儀器的需求，以滿足最苛刻的應用和科學家最新的想法。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，以應對當今量子光學、光子學和激光應用領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。