Умножение частоты в электрооптическом модуляторе Маха–Цендера

Виталий Михайлович Афанасьев (Vitaliy M. Afanas'ev), Роман Сергеевич Пономарев (Roman S. Ponomarev)

Аннотация


Проведен анализ параметров работы электрооптического модулятора Маха–Цендера в схемах умножения частоты радиосигнала. Выявлены возможности умножения частоты и установлены оптимальные параметры сигналов. Определено, что при заданной геометрии электродов модулятора для более длинных волн лазерного излучения полуволновое напряжение выше, чем для более коротких длин волн. Максимальный допустимый индекс модуляции больше у электрооптических модуляторов Маха–Цендера с меньшей длиной волны лазерного излучения. Число и амплитуда спектральных составляющих на выходе модулятора зависят не только от амплитуды модулирующего СВЧ-сигнала, но и от местоположения рабочей точки на передаточной функции модулятора. Без смещения рабочей точки электрооптический модулятор Маха–Цендера позволяет умножит частоту сигнала в 2, 4 и 6 раз (получить четные гармоники). Смещение рабочей точки модулятора в линейную область передаточной функции обеспечивает получение нечетных гармоник. Максимальная частота гармоник ограничена допустимой амплитудой модулирующего напряжения. Дальнейшее значительное увеличение коэффициента умножения частоты возможно в схемах с двумя и более модуляторами Маха–Цендера. Схема с двумя модуляторами позволяет сформировать сетку частот. Приведена методика экспериментального определения динамического полуволнового напряжения электрооптического модулятора на частоте модуляции. Модулятор Маха–Цендера в режиме генерации нечетных гармоник может использоваться как преобразователь синусоидального напряжения в периодическое напряжение близкое к импульсному.


Ключевые слова


радиофотонный умножитель частоты; электрооптический модулятор Маха–Цендера; положение рабочей точки; диапазон напряжений модуляции; умножение частоты радиосигнала; спектр сигнала

Полный текст:

PDF

Литература


Belousov A. A., Volkhin Yu. N., Kamilovska A. V., Dubrovskaya A. A., Tikhonov E. V. On the application of methods and means of radio photons for signal processing decimeter, centimeter and millimeter bands-new wavelengths. Journal of Applied Photonics, 2014, № 1. pp. 65–86 (In Russian).

Nasybullin A. R., Morozov O. G., Vedenkin D. A., Ryabova N. V., Ivanov V. A. Radio photonic synthesis of complex radio signals with linear frequency modulation.Modern science: actual problems of theory and practice. Series: Natural and Technical Sciences, 2015, no. 12. pp. 35–39 (In Russian).

Shamray A. V. An integrated optical modulator for broadband telecom systems and radio photonics. PNPPK (In Russian). URL: http://fcpir.ru/parti-cipation_in_program/contracts/14.604.21.0055/ (access date: 14.10.2019)

Integrated-optical modulators. Technical information and instructions for use. URL: https://www.jenoptik.com/products/optoelectronic-systems/light-modulation/integrated-optical-modulators-fiber-coupled

Gb/s Dual Drive Mach–Zehnder (DDMZ) Modulator JDS Uniphase Corporation URL: http://www.lightwavestore.com/product_datasheet/OSC…pdf1.pdf

GOST 15093-90 Lasers and laser modulation devices. Terms and definitions. Moscow: Publishing house of standards. 1992, 28 p. (In Russian).

Catalogue. Special system. Photonics. Modulators.

URL: http://www.sphotonics.ru›Products (access date: 14.10.2019)

IEC 62802:2017 Measurement methods of a half-wavelength voltage and a chirp parameter for Mach–Zehnder optical modulators in high-frequency radio on fiber (RoF) Systems, International Standard, 2017, 22 p.

Biryukov V. V., Grachev V. A., Zlobin S. G., Palcev M. A., Raevsky A. S. Application of an electrooptical modulator of the intensity of the devices for frequency conversion of radio signals. Proceedings of the NSTU n.a. R. E. Alekseev, Power systems and complexes, 2017, no. 2 (117), pp. 49–55 (In Russian).

IM-1550-20-PM1550 nm, 20 GHz Intensity Modulator. URL: http://www.sphotonics.ru/IM-1550-20-PM.pdf (access date: 14.10.2019)




DOI: http://dx.doi.org/10.17072/1994-3598-2020-1-26-34

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.


ISSN: 1994-3598

Адрес издателя и учредителя: ПГНИУ, ул. Букирева, д. 15, г. Пермь, 614990

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охраны культурного наследия. Свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ № ФС77-66788 от 08 августа 2016 г.

Журнал включен в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук (специальности: 01.02.05 - Механика жидкости, газа и плазмы; 01.04.07 - Физика конденсированного состояния).

Научное издание

© ФГБОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет», 2019

Лицензия Creative Commons Материалы журнала публикуются по лицензии Creative Commons - Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).