The frequency multiplication in electrooptical modulator of the Mach–Zehnder
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2020-1-26-34Keywords:
radiophotonic frequency multiplier, electrooptic modulators Mach–Zehnder, operating point value, мodu-lation voltage range, the frequency multiplication of the radio signal, signal spectrumAbstract
The analysis of parameters of work of the electrooptical modulator of the Mach–Zehnder circuits for frequency multiplication of the radio signal. The possibilities of frequency multiplication are revealed and the optimal parameters of signals are determined. It is determined that for a given geometry of the modulator electrodes for longer laser waves, the half-wave voltage is higher than for shorter wavelengths. The maximum permissible modulation index is higher in Mach–Zehnder electrooptical modulators with a shorter wavelength of laser radiation. The number and amplitude of the spectral components at the output of the modulator depends on the amplitude of the modulating microwave signal, as well as on the location of the working point on the transfer function of the modulator. Without shifting the operating point, the Mach–Zehnder electrooptical modulator multiplies the signal frequency by 2, 4 and 6 times (to obtain even harmonics). If the modulator allows for a larger modulation index, even harmonics of a larger order can be obtained. The shift of the working point of the Mach–Zehnder modulator to the linear region of the transfer function (by half the half-wave voltage) allows to obtain odd harmonics. When the displacement voltage of the working point is equal to a quarter of the half-wave voltage, the Mach–Zehnder electrooptical modulator allows to obtain both even and odd harmonics. The maximum frequency of harmonics is limited by the allowable voltage amplitude for RF electrodes (the permissible amplitude of the modulating voltage). A further significant increase in the frequency multiplication factor is possible in circuits with two or more Mach- Zehnder modulators. Diagram with two modulators of the Mach–Zehnder allows you to get a grid of frequencies. The Mach–Zehnder modulator in the mode of odd harmonic generation can be used as a converter of sinusoidal voltage to a periodic voltage close to the pulse voltage. Radio-photon frequency multipliers have a wide band of operating frequencies. It is determined by the frequency properties of the modulator and photodetector. Frequency multipliers signal current in radiophonic systems to transfer sinusoidal frequencies in the microwave range, to synthesize a grid of frequencies.References
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)
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.