Hochpräziser MZM-Modulator, Bias-Regler, automatischer Bias-Regler
Besonderheit
• Vorspannungsregelung auf Peak/Null/Q+/Q−
• Vorspannungsregelung an beliebigem Punkt
• Ultrapräzise Steuerung: Maximales Dämpfungsverhältnis von 50 dB im Nullmodus;
±0,5° Genauigkeit in den Q+ und Q− Moden
• Niedrige Ditheramplitude:
0,1 % Vπ im Nullmodus und im Spitzenmodus
2% Vπ im Q+-Modus und Q−-Modus
• Hohe Stabilität: mit vollständig digitaler Umsetzung
• Flaches Profil: 40 mm (B) × 30 mm (T) × 10 mm (H)
• Einfache Bedienung: Manuelle Bedienung mit Mini-Jumper;
Flexible OEM-Operationen über MCU UART2
• Zwei verschiedene Modi zur Bereitstellung der Vorspannung: a. Automatische Vorspannungsregelung
b. Benutzerdefinierte Vorspannung
Anwendung
• LiNbO3 und andere MZ-Modulatoren
• Digital NRZ, RZ
• Impulsanwendungen
• Brillouin-Streusystem und andere optische Sensoren
• Kabelfernsehsender
Leistung
Abbildung 1. Trägerunterdrückung
Abbildung 2. Impulserzeugung
Abbildung 3. Maximale Modulatorleistung
Abbildung 4. Minimale Modulatorleistung
Maxim DC Extinktionsverhältnis
In diesem Experiment wurden keine HF-Signale an das System angelegt. Es wurde reines Gleichstrom-Extinktionsvermögen gemessen.
1. Abbildung 5 zeigt die optische Ausgangsleistung des Modulators, wenn dieser am Spitzenwert gesteuert wird. Im Diagramm ist ein Wert von 3,71 dBm ersichtlich.
2. Abbildung 6 zeigt die optische Ausgangsleistung des Modulators, wenn dieser auf Nullpunkt geregelt wird. Im Diagramm ist ein Wert von -46,73 dBm angegeben. In realen Experimenten schwankt der Wert um -47 dBm; -46,73 dBm stellt einen stabilen Wert dar.
3. Daher beträgt das gemessene stabile Gleichstrom-Extinktionsverhältnis 50,4 dB.
Anforderungen für ein hohes Aussterbeverhältnis
1. Der Systemmodulator muss ein hohes Extinktionsverhältnis aufweisen. Die Charakteristik des Systemmodulators bestimmt das maximal erreichbare Extinktionsverhältnis.
2. Die Polarisation des Eingangslichts des Modulators muss berücksichtigt werden. Modulatoren reagieren empfindlich auf die Polarisation. Eine korrekte Polarisation kann das Extinktionsverhältnis um mehr als 10 dB verbessern. In Laborexperimenten ist üblicherweise ein Polarisationsregler erforderlich.
3. Optimale Bias-Regler. In unserem DC-Extinktionsverhältnis-Experiment wurde ein Wert von 50,4 dB erreicht. Das Datenblatt des Modulatorherstellers gibt jedoch nur 40 dB an. Der Grund für diese Verbesserung liegt in der sehr schnellen Drift mancher Modulatoren. Die Rofea R-BC-ANY Bias-Regler aktualisieren die Biasspannung jede Sekunde, um eine schnelle Reaktionszeit zu gewährleisten.
Spezifikationen
| Parameter | Min | Typ | Max | Einheit | Bedingungen |
| Regelungsleistung | |||||
| Aussterbeverhältnis | MER 1 | 50 | dB | ||
| CSO2 | -55 | −65 | -70 | dBc | Ditheramplitude: 2%Vπ |
| Stabilisierungszeit | 4 | s | Trackingpunkte: Null & Peak | ||
| 10 | Tracking-Punkte: Q+ & Q- | ||||
| Elektrische | |||||
| Positive Netzspannung | +14,5 | +15 | +15,5 | V | |
| Positiver Leistungsstrom | 20 | 30 | mA | ||
| Negative Netzspannung | -15,5 | -15 | -14,5 | V | |
| Negativer Leistungsstrom | 2 | 4 | mA | ||
| Ausgangsspannungsbereich | -9,57 | +9,85 | V | ||
| Präzision der Ausgangsspannung | 346 | µV | |||
| Ditherfrequenz | 999,95 | 1000 | 1000,05 | Hz | Version: 1kHz Dithersignal |
| Ditheramplitude | 0,1 %Vπ | V | Trackingpunkte: Null & Peak | ||
| 2%Vπ | Tracking-Punkte: Q+ & Q- | ||||
| Optische | |||||
| Optische Eingangsleistung 3 | -30 | -5 | dBm | ||
| Eingangswellenlänge | 780 | 2000 | nm | ||
1. MER bezieht sich auf das Modulator-Extinktionsverhältnis. Das erreichte Extinktionsverhältnis entspricht typischerweise dem im Datenblatt des Modulators angegebenen Extinktionsverhältnis.
2. CSO steht für Composite Second Order (zusammengesetzter Effekt zweiter Ordnung). Für eine korrekte CSO-Messung muss die Linearität des HF-Signals, der Modulatoren und Empfänger gewährleistet sein. Darüber hinaus können die CSO-Messwerte des Systems bei unterschiedlichen HF-Frequenzen variieren.
3. Bitte beachten Sie, dass die optische Eingangsleistung nicht der optischen Leistung am gewählten Arbeitspunkt entspricht. Sie bezieht sich auf die maximale optische Leistung, die der Modulator an den Controller abgeben kann, wenn die Vorspannung im Bereich von −Vπ bis +Vπ liegt.
Benutzeroberfläche
Abbildung 5. Montage
| Gruppe | Betrieb | Erläuterung |
| Fotodiode 1 | PD: Schließen Sie die Kathode der MZM-Fotodiode an. | Photostrom-Rückmeldung bereitstellen |
| GND: Verbinden Sie die Anode der MZM-Fotodiode. | ||
| Leistung | Stromversorgung für Bias-Controller | V-: Anschluss der negativen Elektrode |
| V+: Anschluss der positiven Elektrode | ||
| Mittlere Sonde: Verbindet die Erdungselektrode | ||
| Zurücksetzen | Jumper einsetzen und nach 1 Sekunde wieder herausziehen | Setzen Sie den Controller zurück. |
| Modusauswahl | Jumper einsetzen oder herausziehen | Kein Jumper: Nullmodus; mit Jumper: Quad-Modus |
| Polar Select2 | Jumper einsetzen oder herausziehen | Ohne Jumper: Pluspol; mit Jumper: Minuspol |
| Vorspannung | Verbinden Sie sich mit dem MZM-Vorspannungsanschluss. | OUT und GND liefern Vorspannungen für den Modulator. |
| LED | Ständig an | Arbeiten im stabilen Zustand |
| Ein-Aus oder Aus-Ein alle 0,2 Sekunden | Datenverarbeitung und Suche nach Kontrollpunkten | |
| Ein-Aus oder Aus-Ein alle 1 Sekunde | Die optische Eingangsleistung ist zu gering. | |
| Ein-Aus oder Aus-Ein alle 3 Sekunden | Die optische Eingangsleistung ist zu hoch. | |
| UART | Steuerung des Controllers über UART | 3.3: 3,3-V-Referenzspannung |
| GND: Masse | ||
| RX: Empfang vom Controller | ||
| TX: Übertragung des Controllers | ||
| Steuerungsauswahl | Jumper einsetzen oder herausziehen | Ohne Jumper: Jumpersteuerung; mit Jumper: UART-Steuerung |
1. Einige MZ-Modulatoren verfügen über interne Fotodioden. Bei der Controller-Konfiguration muss entschieden werden, ob die Fotodiode des Controllers oder die interne Fotodiode des Modulators verwendet wird. Für Laborexperimente wird die Verwendung der Fotodiode des Controllers aus zwei Gründen empfohlen: Erstens ist die Qualität der Controller-Fotodiode gewährleistet. Zweitens lässt sich die Eingangslichtintensität einfacher einstellen. Hinweis: Bei Verwendung der internen Fotodiode des Modulators ist sicherzustellen, dass der Ausgangsstrom der Fotodiode streng proportional zur Eingangsleistung ist.
2. Der Polar-Pin dient zum Umschalten des Kontrollpunkts zwischen Peak und Null im Null-Kontrollmodus (bestimmt durch den Modusauswahl-Pin) oder Quad+.
Im Quad-Steuerungsmodus ist der Steuerpunkt „Quad-“. Ist der Jumper des Polarisierungs-Pins nicht gesetzt, ist der Steuerpunkt im Null-Modus „Null“ und im Quad-Modus „Quad+“. Die Amplitude des HF-Systems beeinflusst den Steuerpunkt ebenfalls. Bei fehlendem oder schwachem HF-Signal kann der Controller den Arbeitspunkt auf den durch die Jumper MS und PLR ausgewählten Wert fixieren. Überschreitet die HF-Signalamplitude einen bestimmten Schwellenwert, ändert sich die Polarität des Systems. In diesem Fall muss der PLR-Header den umgekehrten Zustand aufweisen, d. h. der Jumper muss gesetzt oder entfernt werden.
Typische Anwendung
Der Controller ist einfach zu bedienen.
Schritt 1. Verbinden Sie den 1%-Anschluss des Kopplers mit der Fotodiode des Controllers.
Schritt 2. Verbinden Sie den Bias-Spannungsausgang des Controllers (über eine SMA- oder 2,54-mm-2-Pin-Stiftleiste) mit dem Bias-Anschluss des Modulators.
Schritt 3. Den Controller mit +15V und -15V Gleichspannungen versorgen.
Schritt 4. Setzen Sie den Controller zurück, dann funktioniert er wieder.
HINWEIS: Bitte vergewissern Sie sich, dass das HF-Signal des gesamten Systems eingeschaltet ist, bevor Sie den Controller zurücksetzen.
Rofea Optoelectronics bietet eine breite Produktpalette an kommerziellen elektrooptischen Modulatoren, Phasenmodulatoren, Intensitätsmodulatoren, Fotodetektoren, Laserlichtquellen, DFB-Lasern, optischen Verstärkern, EDFA, SLD-Lasern, QPSK-Modulatoren, Pulslasern, Lichtdetektoren, symmetrischen Fotodetektoren, Lasertreibern, Faseroptikverstärkern, optischen Leistungsmessern, Breitbandlasern, abstimmbaren Lasern, optischen Detektoren, Laserdiodentreibern und Faserverstärkern. Darüber hinaus bieten wir zahlreiche kundenspezifische Modulatoren an, wie beispielsweise 1x4-Array-Phasenmodulatoren, Modulatoren mit extrem niedriger Eingangsspannung (Vpi) und Modulatoren mit extrem hohem Extinktionsverhältnis, die vorwiegend in Universitäten und Forschungseinrichtungen eingesetzt werden.
Wir hoffen, dass unsere Produkte Ihnen und Ihrer Forschung von Nutzen sein werden.
