电光调制器原理，电光调制器常见参数定义及其测试方法

很多朋友对电光调制器原理，电光调制器常见参数定义及其测试方法不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

电光调制器的性能主要由几个参数决定。相对来说，插入损耗、半波电压、带宽、消光比是最常见、最常问的问题。本章将介绍iXblue电光调制器常用参数的测量方法。**1.1插入损耗**(插入损耗-IL)

调制器的损耗主要是由于几种光传输过程引起的光强衰减，如光纤与铌酸锂波导的耦合，光在波导中传输的损耗等等。对于强度调制器，有必要通过调节调制器的DC偏置(引脚12)来测量调制器的最大传输(输出)功率。对于相位调制器，可以直接测量输入和输出功率，无需偏置控制。

需要注意的是，没有光连接器(一般是FC/APC)，调制器的测量方法不同。常规产品都配有光纤连接器，这里只介绍这种测量方法。对于没有光纤连接器的测量方法，请联系我们提供详细的调制器手册。

电光调制器的输入功率与输出功率之差定义为插入损耗：下一部分描述带光纤接头的电光强度调制器的测量。参考光功率(Pref)的测量：强度调制器(Pout)最大输出功率的测量：备注：此测量包含光纤连接器失调和法兰匹配问题引起的不确定性。考虑到每个器件(连接器和法兰)的质量和兼容性，估算的光损耗如下：FC/APC @1550 nm:每个连接器DIL 0.25 dB。

FC/APC at 1060 nm: DIL 0.4 dB FC/APC at 850 nm per joint: DIL 0.5 dB per joint 1.2 static extinction ratio (static extinction ratio-SER).

静态消光比仅适用于强度调制器，不适用于相位调制器。它被定义为当没有外部RF信号时，强度调制器输出光的开(或最大)状态和关(或最小)状态之间的最大动态范围。通过调整调制器的DC偏置(引脚12)，可以测量调制器的最大输出(开)和最小输出(关)光功率，用dB值表示：

备注：用于调节Pmin的DC电压可以是正的，也可以是负的。我们建议选择最接近零光功率的最小点作为参考(以便最小化DC漂移)。如下图，0V左右各有一个Min点，左边Min点对应的光焦度值更接近于零。1.3动态消光比-DER

为了测量动态消光比，需要将RF信号连接到调制器的RF端口，并将DC偏置设置在应用的适当工作点(通常为四倍、四倍、最小，详情参见调制器的偏置控制文章)。因此，动态消光比与最终应用相关。

比如下图所示的数字调制模式(10Gb/s，MX-LN-10调制)，通过PRBS产生射频电信号，偏置电压控制在四点。通过使用高速示波器，我们测得的眼图最高和最低电平的比值——动态消光比为18.6dB(见示波器测量值Ext。比率)。

动态消光比不同于静态消光比没有特殊的物理原因。然而，动态消光比低于通常测量的静态消光比。我们简单的解释是，由于射频信号、射频放大器、高速检波器、示波器等更多器件和设备的引入，动态消光比略低。1.4半波电压(V**) **

半波电压通常有两种定义：DC偏置半波电压VDC和射频偏置半波电压VRF，下面将分别介绍。1.4.1 **测量DC偏置的半波电压V ~~ DC(DC偏置端口)**

半波电压VDC加DC偏置只适用于强度调制器，不适用于相位调制器(无偏置接口)。VDC是一种电光调制器。通过DC偏置调整，透射光波引入相移所需的电压。对于强度调制器，即M-Z干涉仪，半波电压(V )对应的是光输出功率从最大Pmax变化到最小Pmin时的DC偏置值(参考调制器的传输曲线MTF)，其测量方法与前面的静态消光比测量相同，只是此时记录的是电压值的差值。

强度调制器传输曲线1.4.2射频半波电压V~ ~RF(射频RF端口)的测量

RF半波电压VRF是将RF信号源的电压注入RF端口并输出光波的P相移所需的电压。对于强度调制器，电压需要将光输出功率从最小P min(关状态)调制到最大P max(开状态)。对于数字调制，如前面的眼图，通过改变射频驱动电压，优化眼图的开度(强度)以获得最佳的动态消光比。此时注入调制器的射频电压称为射频半波电压VRF。1.4.2.1强度调制器

1.4.2.2相位调制器为了用相位调制器测量VRF，需要将相位转换成强度。方法有很多：一种包括45度入射相位调制器波导(偏振波导APE工艺不适用，通常iXblue 1微米及以下的波长调制器为偏振波导)，建立干涉仪系统。第二，法布里-珀罗干涉仪可以通过在一个光路中增加一个相位调制器来实现。欲了解更多方法，请参考我们的应用指南“相位调制器带宽测试”。

1.5 Electrical return loss * ****S11 (electrical return loss) and electro-optical bandwidth S21 (electro-optical bandwidth)

S11是电回损，定义为射频电信号从调制器RF端口反射回信号源的比例(dB表示)。S21定义为注入调制器射频端口的电信号-3dB高频截止带宽。调制器的RF射频端的高频效率通常由电回损和电光带宽决定，用高速仪器比如光电探测器和矢量网络分析仪可测量出这些参数。

强度调制器需要设置在正确的直流偏压点，并且输入射频弱信号(S11一般0dBm数量级，S21一般-15dBm数量级)，S11需要记录它在整个频率段的最大数值，S21测量时网络分析仪和高速光探测器需要被校准和去嵌，以确保测量出的电光带宽仅仅是调制器本身的。

Electro-optical bandwith (S 11 )

Electro-optical bandwith (S~21~）

特殊说明：调制器的带宽我们定义为-3dB带宽高频截止频率，此截止带宽并非指完全截止，超过此频率就无法使用；而是射频驱动功率加载到调制器时，衰减一半功率的频率点，超过-3dB带宽，调制器仍然可以使用，仅仅是射频衰减更高，调制效果变差。有些产品也会定义-6dB带宽，或者可用带宽(usable bandwidth)等参数。

iXblue厂家命名方式及其-3dB带宽：

-10: 10GHz, 甚至14GHz

-20: 18GHz

-40: 28GHz

以上知识分享希望能够帮助到大家！