马赫曾德尔调制器-MZM调制特性

1、2021/8/141MZM调制器特性研究姓名：姓名：XXX2011.09.242021/8/1421 23主要内容主要内容强度调制和相位调制强度调制和相位调制MZM调制器在光生微波的应用调制器在光生微波的应用双驱动双驱动MZM强度调制特性强度调制特性2021/8/1431 相位调制和强度调制1.1 相位调制原理)cos(exp)(0ttjEtE)exp)(0tktjJjEkn)2exp)(0ktktjJEkvve-调制深度，一般调制深度较小时，高阶分量可忽略。)2exp(jnjn)() 1()(kkkJJ2021/8/1441.2相位调制频谱分析)cos(cos()(0ttEtE)2cos)(

2、0ktktJEk图1 相位调制频谱示意图相位调制频谱特点：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。2021/8/1451.3相位调制器于微波信号产生中的应用1、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“Optical Generation and Distribution of

3、 Continuously Tunable Millimeter-Wave Signals Using an Optical Phase Modulator” jianping Yao.20052021/8/1462 强度调制2.1 强度调制基本原理22121)2cos()(jinouteEtEVtv)(11111Vtv)(22222, 图4 典型马赫曾德尔强度调制模型 0)(2tv1、单臂输入时，2、双臂输入时， ：推挽模式，仅有强度调制)cos(22cos()(21tvvEtEeeinout0)(2tv)()(21tvtv2021/8/1472.2 双驱动MZM强度调制器特性)cos()(

4、1tvtvee)cos()(2tvtveevvbias 11)cos(2)cos(22cos()(21tvvtvvEtEeeeeinoutvvbias 22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 0221，2021/8/1482.3 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2221，021，0221，2021/8/1492.4 作业jnwtnjnwtneeeeeJjeJjtjtjtjtj)()()()cos(exp)cos(exp)cos(exp)c

5、os(expjnwtnjnwtneeeeeJjeJjtjtjtjtj)()()()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(210tjtjtjEEeeinout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210212021/8/14102.5 强度调制器的应用CS-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

6、实现调谐图7 基于MZM强度调制产生微波原理示意图2021/8/14112.5 强度调制器的应用参考文献：Investigation of Photonically Assisted Microwave Frequency Multiplication Based on External Modulation Wangzhe Li, 2010 图8 基于级联MZM调制器产生倍频微波信号原理图2021/8/14122.5 强度调制器的应用图9 Optisystem 基于级联MZM调制器产生倍频微波信号仿真系统图2021/8/14132.5 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） 2021/8/14142.5 强度调制器的应用图11(a)第一个MZM