马赫曾德尔调制器-MZM调制特性

MZM调制器特性研究姓名：XXX2011.09.24123主要内容强度调制和相位调制MZM调制器在光生微波的应用双驱动MZM强度调制特性1相位调制和强度调制1.1相位调制原理)]cos([exp)(0ttjEtE)][exp)(0tktjJjEkn)]2[exp)(0ktktjJEkvve--------------调制深度，一般调制深度较小时，高阶分量可忽略。)2exp(jnjn)()1()(kkkJJ1.2相位调制频谱分析))cos(cos()(0ttEtE)]2cos[)(0ktktJEk图1相位调制频谱示意图相位调制频谱特点：1、频谱特性为非线性变化2、频谱幅度大小随K的增大而减小。3、当调制深度较小时，高阶分量可忽略4、相位调制不改变载波幅值5、相位调制器不需要直流偏置。避免强度调制器中的直流漂移问题。1.3相位调制器于微波信号产生中的应用OpticalPMNotchfilter)(0LightoutLightin)cos()(00tEtEinElectricaldrivesignal)cos()(tVtVcc)(1tEout)(2tEout1、相位调制并不改变载波幅度，故在PD检测时，输出为一条直流分量，相当于包络检波。2、滤除载波时，其奇阶分量被抑制掉，剩下偶阶边带。图2相位调制器产生微波信号示意图图3滤除载波后的PD处的微波信号参阅“OpticalGenerationandDistributionofContinuouslyTunableMillimeter-WaveSignalsUsinganOpticalPhaseModulator”jianpingYao.20052强度调制2.1强度调制基本原理输入光信号)(tEin输出光信号)(tEoutY分支)(1tv)(2tvY分支普通光波导产生光电效应的光波导22121)2cos()(jinouteEtEVtv)(11111Vtv)(22222,图4典型马赫曾德尔强度调制模型0)(2tv1、单臂输入时，2、双臂输入时，：推挽模式，仅有强度调制))cos(22cos()(21tvvEtEeeinout0)(2tv)()(21tvtv2.2双驱动MZM强度调制器特性ff2f2f1evbaisv2evinEoutE双边带调制单边带调制载波抑制调制奇数边带抑制调制)cos()(1tvtvee)cos()(2tvtveevvbias11))cos(2)cos(22cos()(21tvvtvvEtEeeeeinoutvvbias22当，双边带调制当，单边带调制当，抑制载波调制2221，021，图5马赫曾德尔强度四种调制格式0221，2.3各种调制格式下得频谱图图6(a)双边带调制图6(b)单边带调制图6(c)抑制载波调制注：各边带抑制程度与调制深度有关2221，021，0221，2.4作业jnwtnjnwtneeeeeJjeJjtjtjtjtj)()()()]cos([exp)]cos([exp])cos([exp)]cos([expjnwtnjnwtneeeeeJjeJjtjtjtjtj)()()()]cos([exp)]cos([exp)]cos([exp)]cos([exp仅有偶次谐波输出仅有奇次谐波输出])cos([exp])cos([exp)exp(210tjtjtjEEeeinout若写成当，抑制所有奇次谐波当，抑制所有偶次谐波包括载波，仅有奇次谐波输出210212.5强度调制器的应用LDPD0m0m2m0)cos(tVnRFVVDC0MZMLDPD0m20m4m20)cos(tVmRF0MZMNotchfilterCS-DSB调制优点：1、产生二倍频微波信号2、不需要滤波器滤除载波3、易于调谐4、抗色散MATP（抑制奇阶边带）优点：1、提高了倍频因子2、易于产生高频信号缺点：1、二阶谐波可能较小2、需要固定波长滤波器去除载波实现调谐图7基于MZM强度调制产生微波原理示意图2.5强度调制器的应用MicrowaveSourceDividerPA2CWLaserMZM1TOPSMZM2FBGNotchfilterEDFAPhotomixerHarmonicmixerESAPA1TEPSPCPCDCBiasDCBias参考文献：InvestigationofPhotonicallyAssistedMicrowaveFrequencyMultiplicationBasedonExternalModulationWangzheLi,2010图8基于级联MZM调制器产生倍频微波信号原理图2.5强度调制器的应用图9Optisystem基于级联MZM调制器产生倍频微波信号仿真系统图2.5强度调制器的应用MITP+MITP产生四倍频微波信号图10(a)经过MZM1输出一阶边带图10(b)经过MZM2输出二阶边带图图10(c)在PD检测后的四倍频信号（40GHz）2.5强度调制器的应用图11(a)第一个MZM输出的二阶边带图11(b)第二个MZM输出的四阶边带图11(d)经PD检测后的八倍频信号（80GHz）MATP+MATP产生八倍频微波信号