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高性能的光纖通信系統(tǒng)要求對直流激光源發(fā)出的激光施行外調(diào)制。激光的外調(diào)制具有的優(yōu)點是高速率、大消光比、大光功率和消除半導(dǎo)體激光器內(nèi)調(diào)制產(chǎn)生的光頻率跳變的“啁啾”現(xiàn)象。
電光調(diào)制是基于線性電光效應(yīng)（普克爾效應(yīng)）即光波導(dǎo)的折射率正比于外加電場變化的效應(yīng)。電光效應(yīng)導(dǎo)致的相位調(diào)制器中光波導(dǎo)折射率的線性變化，使通過該波導(dǎo)的光波有了相位移動,從而實現(xiàn)相位調(diào)制。單純的相位調(diào)制不能調(diào)制光的強(qiáng)度。由包含兩個相位調(diào)制器和兩個Y分支波導(dǎo)構(gòu)成的馬赫－澤德（Mach-Zehnder）干涉儀型調(diào)制器能調(diào)制光的強(qiáng)度。
體塊型的光調(diào)制器比集成光學(xué)調(diào)制器需要更高的調(diào)制電壓，因此在光纖系統(tǒng)中都選用帶有光纖的集成光學(xué)調(diào)制器。理論上，用任何具有高速電光效應(yīng)響應(yīng)、能透過所使用激光的材料都能制作高速電光調(diào)制器�，F(xiàn)在適合用于光纖通信系統(tǒng)的調(diào)制器材料有鈮酸鋰（LiNbO3）、砷化鎵（GaAs）和聚合物（Polymer）。砷化鎵和聚合物調(diào)制器中的光波導(dǎo)為帶脊波導(dǎo)，它們與單模光纖光連接的損耗比鈮酸鋰波導(dǎo)與單模光纖要大得多。聚合物調(diào)制器的長期穩(wěn)定性尚不理想。因此當(dāng)前實用光纖通信系統(tǒng)中都選用鈮酸鋰調(diào)制器。
鈮酸鋰條形光波導(dǎo)是用鈦擴(kuò)散或退火質(zhì)子交換方法提高了X-切或Z-切Y-傳鈮酸鋰晶片表面窄條內(nèi)的折射率而制成的。在光纖通信用的1.3mm和1.55mm工作波長上，這種光波導(dǎo)能承受大于100毫瓦光功率的通過，而不會造成不可治愈的光損傷。
作為傳輸線的行波電極制作調(diào)制器比電極長度遠(yuǎn)小于微波波長的集總電極制作的調(diào)制器有寬得多得多的調(diào)制帶寬。集總電極鈮酸鋰調(diào)制器的調(diào)制帶寬與電極長度乘積約小于2.2GHz·cm,而實驗驗證行波電極鈮酸鋰調(diào)制器有大于200GHz·cm的調(diào)制帶寬與電極長度乘積。OC-192/STM-64制式光纖通信系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)光發(fā)射機(jī)中所用的10Gb/s鈮酸鋰強(qiáng)度調(diào)制器的3dB電帶寬為8GHz或3dB光帶寬為15GHz。而OC-768/STM-256制式密集波分復(fù)用（DWDM）光纖系統(tǒng)光發(fā)射機(jī)中的40Gb/s調(diào)制器的3dB電帶寬應(yīng)達(dá)到30GHz。
在電通信系統(tǒng)中,原始高速率數(shù)字信號電平的峰－峰值只有0.8V。因為數(shù)據(jù)率大于2.5Gb/s的鈮酸鋰調(diào)制器的半波電壓（Vp）較高，故都需要用驅(qū)動器來推動調(diào)制器。驅(qū)動器不僅要有很寬的工作頻帶，并且要能提供足夠大的微波輸出功率。例如：對于10Gb/s、Vp＝5.5V的調(diào)制器，需要驅(qū)動器具有75KHz 到8GHz的工作頻帶及20dBm（100mW）的1dB輸出功率。制作高速率的驅(qū)動器是非常困難的，因此制作具有低Vp的調(diào)制器是很受歡迎的。
當(dāng)然，也要求調(diào)制器有良好的其他性能，如低的光插入損耗、大的消光比、小的光反射損耗、弱的電反射損耗和合適的啁啾（chirp）參量。
高速電光調(diào)制器有很多用途。高速相位調(diào)制器可用于相干光纖通信系統(tǒng)，在密集波分復(fù)用光纖系統(tǒng)中用于產(chǎn)生多光頻的梳形發(fā)生器，也能用作激光束的電光移頻器。
M－Z鈮酸鋰調(diào)制器有良好的特性，可用于光纖有線電視（CATV）系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)中基站與中繼站之間的光鏈路和其他的光纖模擬系統(tǒng)。
高速M－Z鈮酸鋰調(diào)制器除了用于上述的高數(shù)據(jù)率的數(shù)字光纖系統(tǒng)外，還可在光時分復(fù)用（OTDM）系統(tǒng)中用于產(chǎn)生高重復(fù)頻率、極窄的光脈沖或光孤子（Soliton），在先進(jìn)雷達(dá)的欺騙系統(tǒng)中用作為光子寬帶微波移相器和移頻器，在微波相控陣?yán)走_(dá)中用作光子時間延遲器，用于高速光波元件分析儀，測量微弱的微波電場等。
摘自《網(wǎng)絡(luò)通信世界》
