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2021-08-30 09:13:49
自由空间激光通信系统以大气为传输介质来传输激光信号，只要保证激光发射，接收端之间无遮挡路径以及足够高的光发射功率，就可以用来通信。它结合了光纤通信和射频通信的优点，还不需要铺设光纤，传递信息量大，传输距离远，易于保密等特点，具有广阔发展前景和重要研究价值。
一、电光调制器
激光调制技术就是把想要传递的信息加载到激光辐射的技术，激光调制分为内调制和外调制两种，内调制指加载调制信号在激光振荡的过程中进行，以调制信号的变化规律去改变振荡的参数，从而改变激光输出特性而实现调制。外调制指加载调制信号在激光形成后进行，调制器处在激光谐振腔外部，当输出激光通过它后就会调制。外调制不改变激光器本身的性能，而且，调制带宽范围更大，相对会受到人们重视的。
激光外调制的方法根据调制器原理不同常分为电光调制、声光调制、磁光调制、直接调制等。在大功率、高速率的激光通信中，电光调制技术最为常用，电光调制技术是实现大功率、高速率的激光通信的关键技术之一，从物理意义上说，电光调制器并没有利用任何的放大现象或非稳态现象，可以理解为无源元件，因而加上某些附属电路和电源组成的电光调制驱动器对电光调制器的使用起决定性作用。
二、铌酸锂电光调制器的工作原理
铌酸锂晶体具有一个三角晶体结构，有比较大的热电、压电、电光和光电常数等特性。铌酸锂晶体已广泛应用于声波转换器、声波迟缓器、声波过滤器、光放大调制器等装置。电光调制的物理基础是电光效应，就是对铌酸锂晶体施加电场时，晶体的折射率发生改变的效应。有些晶体内部由于自发极化存在着固有电偶极矩，当对这种晶体施加电场时，外电场使晶体中的固有偶极矩的取向倾向于一致或某种优势取向，因此必然改变晶体的折射率，即外电场使晶体的光率体发生变化。
电光晶体位于起偏镜和检偏镜之间，在未施加电场时，起偏镜和检偏镜相互垂直，自然光通过起偏镜后被检偏镜挡住不能通过。施加电场时，光率体变化，光便能通过检偏镜。通过检偏镜的光的强弱由施加于晶体上的电压的大小来控制，即通过控制电压来实现对光强弱调制的目的。电光效应包括克尔效应和泡克耳斯效应。
波导电光调制器利用晶体介质的泡克耳斯效应使介质的介电张量产生微小的变化来产生相差，但由于波导调制器基本上只是对很小的包膜区施加外电场，将场限制在薄膜区附近，因此它需要的驱动功率不是很大，波导电光调制器为了利用最大的电光系数，常使外加电场取Z向，为了避免双折射效应，光波的偏振方向与外加电场一致，这样不会出现非对角的张量变化，当工作模式为单模传输，可以不考虑模式间的耦合问题。
常见的铌酸锂调制器主要是M-Z干涉仪型调制器，其工作原理是输入光波经过Y分束器时，光波能量被平均分配到上下两个调制臂中，通过电信号产生的电场改变晶体的折射率，从而改变上下两波导的相位，使其经过Y形合束器时发生光的干涉，从而实现输出端光强的0-1分布，实现对光波的调制。这种结构调制器对波长依赖性小，具有很多优点。
(a) M-Z型电光调制器
(b) 铌酸锂电光调制器示意图
三、Ixblue 2um铌酸锂电光调制器测试及其产品参数
铌酸锂电光调制器测试光路实物图
我们使用一台上海筱晓的可调谐的2004m中红外DFB激光器，2um的铌酸锂电光调制器，索雷博的探测器，EOT5000F探测器，泰克的信号发生器和示波器以及连接跳线若干，进行测试调制器对光调制功能：
1.我们搭建以上光路，测量2004nm DFB激光器的输出功率为1.6mW,然后连接到铌酸锂调制器的光输入端，光输出端连接到索雷博的功率计上，测量光功率输出值为0.5mW。
2.然后把光输出端连接至EOT5000F的探测器上，连接探测器到示波器上，再把铌酸锂调制器的RF端口连接到信号发生器上。
3.通过调节信号发生的波形，电压幅值，频率大小，在示波器上观察调制的波形变化，结果如下所示：
给ixblue 2um铌酸锂调制器RF端加载正弦波
RF加载8V,50KHz的正弦波
RF加载8V,100KHz的正弦波
RF加载8V,1MHz的方波
给ixblue 2um铌酸锂调制器RF端加载三角波
RF加载8V,50KHz的三角波
RF加载8V,100KHz的三角波
RF加载8V,800KHz的三角波
我们通过调整铌酸锂调制器的RF加载波形的频率电压，电压的增大，会使波形幅值增大一点，随着外加频率的变大，调制器调制波形的频率也随着越来越快，且不失真，可以很方便的对激光进行调制，具有很好可靠性。
四、Ixblue 2um铌酸锂电光调制器产品信息
低驱动电压
背向光反射
独立偏置电极
零啁啾
优异的长期稳定性
Ixblue 2um铌酸锂电光调制器参数：
| 参数 | 条件 | 测量数据 | |
| 插入损耗 | 与输入连接 | dB | 4.4 |
| 直流消光比 | dB | >20 | |
| Vπ RF端口 | @50KHz | V | 8.8 |
| Vπ DC端口 | @100Hz | V | 9.4 |
| 回波损耗 S11 | 在0-10GHz之间 | dB | -13.0 |
| 带宽 S21 | @-3dB, from 2GHz | GHz | >10 |
| 调制器最大范围 | ||||
| 符号 | 单位 | 最小值 | 最大值 | |
| RF输入功率 | Pin | dBm | - | 1 |
| 驱动供电电压 | Vbias | V | 11.5 | 13 |
| 驱动供电电流 | Ibias | mA | 580 | |
| 输出功率控制电压 | Vamp | V | 0 | 2 |
| 输出功率控制电流 | Iamp | mA | 0 | 5 |
| 功耗 | Pdiss | W | 8.1 | |
| 工作温度 | Top | ℃ | 0 | +40 |
| 存储温度 | Tst | ℃ | -20 | +70 |
产品应用：
脉冲产生
光纤传感系统
模拟传输
激光雷达
订购信息：
MX2000-LN-BW-00-Y-Z-AB-CD
MX波长:
MX1064: 1064nm
MX1550: 1550nm
MX2000: 2000nm
BW：电光带宽
10=10GHz
01=1GHz
Y: 输入光纤
P: 代表保偏光纤
S: 代表单模光纤
Z：输出光纤
P: 代表保偏光纤
S 代表单模光纤
AB：输入光纤连接器
00 代表裸光纤
FA 代表FC/APC
FC 代表FC/SPC
CD：输出光纤连接器
00 代表裸光纤
FA 代表FC/APC
FC 代表FC/SPC
营业执照