[实用新型]一种低压负啁啾调制器

说明书

本实用新型涉及光通信技术领域，具体涉及一种低压负啁啾调制器，包括波导，波导被分为上臂、下臂，波导上设置至少3个相位调制器，上臂设置至少一个相位调制器，下臂设置至少一个相位调制器。本实用新型的实质性效果是：通过对前端调制单元的改进，实现高带宽长距离光信号传输，同时实现光信号幅度调制、相位调制单独调节，降低调制信号摆幅。

技术领域

本实用新型属于光通信技术领域，具体涉及一种低压负啁啾调制器。

背景技术

在光通信领域，C波段的色散问题会随着长距离通信速率的提高而越发严重，这主要是因为单模光纤在C波段具有非常强的正色散，距离越长，速率越高，色散问题越突出。色散在直接调制检测链路中，会很大程度上的影响信号质量，提高信号误码率，所以需要通过一些特殊手段去除色散对信号传输的影响。有研究表明，一定的啁啾能够降低长距离信号传输色散引起的信号劣化的问题。传统的调制手段，比如单边调制，通常会同时改变出射信号的幅度和相位，导致在调节啁啾强度的同时，改变出射信号的其他特性，如衰减率(ER)。直接调制(DML)由于其正啁啾特性一般只用于短距离传输。外电吸收调制 (EML)可以在一定程度上引入啁啾，补偿一定的光纤色散，通常用于中距离传输，但会引起输出功率的下降。

目前Mach-Zehnder(MZ，马赫-曾德)调制器为一般长距离光信号强度调制的重要手段。图2为MZ调制器的常见形式，图中黑色线条为光波导，波导通过一个分束器，分为上下两条支路，又称上下臂，可以根据不同需求，设计成对称或者非对称型。上下臂上一般都会各自经过一段相位调制(phase shifter， PS)，相位调制器可能由不同材料制成，可以是铌酸锂晶体，三五族晶体，硅，锗或者其他材料。工作时，光通过分束器，按照一定比例分到上下两条臂上传播。与此同时，在上下两臂的电极上提供电压，将电压信号转换为光相位调制信号。最后上下两臂经过相位调制的光，通过集束器会合到出射波导中，并且按照其相位关系相互干涉，形成一定强度的调制光信号。在上下两臂电极上加的电压，通常分为射频(RF)信号以及直流偏置(DC)信号两部分，可以根据使用需要，分开或者叠加输入。

MZ调制器上下两臂中的相位调制器能将电压信号成正比的对光信号进行相位调节，假如以1和2分别表示上下臂，当上下两臂相位差为π时，出射波导的输出光电场强度表达式为：

其中和分别为上下臂射频信号引起的相位，A₀为出射光电场强度的幅值。

当时，

出射光只有幅度调制。

当时，

出射光只有相位调制。

啁啾的物理意义为信号相位调制和幅度调制的比例，当相位调制为0的时候，上述两种情况是MZ调制器工作在零啁啾调制。当两臂的相位调制关系不同于以上两种情况时，出射光同时具有幅度调制以及相位调制，但是无法实现幅度调制、相位调制单独调节，另外，其调节过程中所使用的RF信号幅度比较高，超出一般CMOS承受电压范围，会引起器件损伤。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：现有MZ调制器无法实现信号的幅度调制、相位调制单独调节，同时其添加啁啾时所使用信号摆幅较大，引起CMOS器件损伤。

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种低压负啁啾调制器，包括波导，所述波导被分为上臂、下臂，所述波导上设置至少3个相位调制器，所述上臂设置至少一个相位调制器，所述下臂设置至少一个相位调制器。

进一步，所述上臂设置一个相位调制器，所述下臂设置一个相位调制器，在所述上、下臂合束后的光输出端连接一个相位调制器。

进一步，所述上臂设置两个相位调制器，所述下臂设置两个相位调制器。