EEPW论坛

本文的目的是证明输入到调制器两臂的电压与铌酸锂MZ调制器输出中的啁啾之间的关系。啁啾是高比特率光学系统中的关键部分，因为它会干扰系统距离的极限[1]。因为激光源保持在窄带稳频模式，外部调制器可以提供了一种减少或消除啁啾的方法。外部调制器通常是LiNbO3调制器或电吸收调制器。在本课中，基于工作电压分析了LiNbO3引起的啁啾。这里，对调制器在图1所示的双驱动设计中进行了分析（其中ΔV1=-ΔV2）。

图1.双驱动系统布局 

图2是MZ调制器参数设定窗口，其中MZ调制器以正交模式工作，外置偏压位于调制器光学响应曲线的中点，使得偏压强度为其峰值的一半。而消光系数设置为200dB，以避免任何由于不对称Y型波导而导致的啁啾声[2]。调制器被设置为以非归一化的方式工作，这意味着电输入信号将不会被归一化。

图2.MZ调制器参数设置

 

对于两个臂的几何形状完全相同的双驱动调制器。啁啾以驱动电压的形式给出[3]：

其中V1和V2分别是施加到臂1和2的电压。根据方程式，为了实现调制器的零啁啾，施加的电压之间的关系必须为V1=-V2。图3显示了输入端口2和3的电压以及脉冲序列。 

图3.输入端口 2 (a) V1pp = 2.0V 和输入端口 3 (b) V2pp = 2.0V 处的电信号，以实现调制器接近零的啁啾

 

结果如图4所示。光信号的幅度从0到1mW不等。啁啾的振幅约为100 Hz（由于其值很小，可以认为实际上为零）。

图4.调制器输出口的光信号

显然，频率远高于弛豫振荡频率的调制会导致不可接受的系统性能。

为了显示啁啾值随施加电压变化的差异，峰间电压设置为V1pp=3.0V，V2pp=1.0V，得到α=0.5。图5显示了电输入信号。

图5.输入端口2（a）和输入端口3（b）处的电信号，以实现调制器的α=0.5

实现的啁啾如图6所示。光信号看起来是一样的，但是，信号中的啁啾比图4中显示的要大得多。啁啾的振幅约为3 GHz。

图6.调制器输出口的光信号，α=0.5

 对于α=-0.5，峰间电压设置为V1pp=1.0V，V2pp=3.0V。结果如图7所示。

图7.调制器输出口的光信号，α=-0.5

 如本课所示，马赫-泽恩德调制器中输出信号的啁啾可以通过调节施加在调制器臂上的电压来控制。有关马赫曾德调制器啁啾的更多信息，请参阅参考文献。参考文献：[1]Cartledge, J.C.; Rolland, C.; Lemerle, S.; Solheim, A., “Theoretical performance of 10 Gb/s lightwave systems using a III-V semiconductor Mach-Zehnder modulator. IEEE Photonics Technology Letters, Volume: 6 Issue: 2, Feb. 1994, Page(s): 282 -284.[2]Cartledge, J.C., “Performance of 10 Gb/s lightwave systems based on lithium niobate Mach-Zehnder modulators with asymmetric Y-branch waveguides”. IEEE Photonics Technology Letters, Volume: 7 Issue: 9, Sept. 1995, Page(s): 1090 -1092.[3]AT&T microelectronics. “The Relationship between Chirp and Voltage for the AT&T Mach-Zehnder Lithium Niobate Modulators”. Technical Note, October 1995.