电吸收调制器的干涉仪操作制造技术

描述了用于利用结合了光干涉仪的电吸收来调制光信号的方法和 设备。通过将要调制的信号分解为多个光模式并且在用EAM调制这些模 式中的至少一个之后干涉仪地合并这些模式，可以实现幅度调制器驱动 信号比常规方法更低的相移键控调制。利用本发明专利技术，在给定的驱动电压 下，可以显著改善ASK的消光比性能，或者可以以低很多的驱动电压实 现要求的消光比。因此，通过克服消光比与带宽之间的折衷关系，可以 增大EAM的光电带宽。而且，本发明专利技术可用于产生驱动电压低很多的其它 调制格式，例如QPSK或QAM，从而降低用于调制的高速驱动电路的成本 和功耗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高速光通信领域，尤其是涉及电吸收调制方法和设备。
技术介绍
半导体电吸收调制器(EAM)提供低驱动电压、小尺寸以及可与有 源光器件集成的能力的优点。EAM集成激光器被广泛地用于都市距离 (metro-distance)通信网络。EAM还是高度集成的光子电路的关键构 件。EAM的低驱动电压要求特别有望用于新兴的高比特率(〉100 Gb/s) 通信，在该高比特率通信中难以得到驱动铌酸锂调制器(L丽)所需的 宽带电放大。与一般利用结合了干涉仪结构的相位调制来操作的L丽不同，EAM 被用作单独的幅度调制器件。考虑到包括正交相移键控(QPSK)的相移 键控(PSK)调制和正交幅度调制(QAM)在高比特率、高频语效率传输 中的重要性，期望将EAM用于除了幅度调制的更大范围的调制格式。
技术实现思路
本专利技术涉及利用结合了光干涉仪的电吸收来调制光信号。在示例性 的实施例中，利用干涉仪地操作的偏振敏感的电吸收调制器(EAM)来 执行相移键控(PSK)调制。通过干涉仪地合并通过EAM的光信号的横 电场(TE)模与横磁场(TM)模来实现PSK调制。在另一示例性实施例中，EAM的干涉仪操作被用于执行幅移键控 (ASK)调制，比如开关键控(00K)。对于ASK调制，EAM的干涉仪操 作提供相同驱动电压下的显著改善的消光比性能，或者其允许EAM在低 很多的驱动电压下操作以获得要求的消光比。本专利技术可用于增大EAM的 电光带宽，克服消光比与带宽之间的折衷关系。在另外的示例性实施例中，EAM合并到干涉仪结构中，比如马赫-曾德尔干涉仪(MZI)。在一个这样的实施例中，EAM被包括在MZI的每 条臂中，干涉仪地合并这些EAM的输出。根据本专利技术，可以将多个这种4EAM-MZI结构进行组合以提供不同的调制格式。除了上述内容以外，本专利技术还可用于各种各样的调制格式，包括， 例如，QPSK和QAM。下面将更为详细地描述本专利技术的上述和其它特征和方面。附图说明图1是根据本专利技术的包括电吸收调制器(EAM)的干涉仪型调制器件的示例性实施例的框图。图2A-2C用图形示出根据本专利技术的EAM的干涉仪操作。图3示出根据本专利技术的EAM马赫-曾德尔干涉仪(EAM-MZI)结构的示例性实施例。图4A和4B示出用图3的EAM-MZI结构产生的00K和PSK信号。 图5示出根据本专利技术的结合了半导体光放大器(S0A)的EAM-MZI 结构的示例性实施例。图6示出根据本专利技术的结合了多个E認-MZI结构的调制器的示例性实施例。图7A和7B分别示出在解调制之前和解调制之后根据本专利技术的调制 器件的示例性实施例所产生的PSK信号的眼图。图8A和8B分别示出没有干涉仪操作和有干涉仪操作的EAM所产生 的开关键控(00K)信号的眼图。图9示出有干涉仪操作和没有干涉仪操作的EAM所产生的OOK信号 的消光比和接收机灵敏度的曲线图。具体实施例方式图1是根据本专利技术的包括干涉仪地操作的电吸收调制器(EAM)的 系统100的示例性实施例的框图。在系统100中，具有标注为E^的电场 的激光通过偏振控制器UO发射到EAM 120中。发射的激光可以是任何 合适的激光，并且可以是已调制的或未调制的，包括，例如，连续波(CW)激光或光脉冲序列。偏振控制器iio控制激光的发射角e。发射角e是激光的电场E^目对于EAM 120的横电场(TE)轴的角度。在EAM 120的 输出，相对于EAM 120的TE轴以取向角4)布置有分析偏振器130。图2A用图形示出上述布置的操作原理。电场E^皮示为向量，沿EAM120的TE和横磁场(TM)轴对其进行分解。在图2A中，将电场E^的TE 和TM分量分别示为向量ETE ( t )和ETM ( t ) 。 TE和TM分量ETE ( t )和 ETM ( t )投影到分析偏振器130上，该分析偏振器13G干涉仪地合并各 投影。EAM 120根据数据流(数据)对激光进行幅度调制。由于用数据调 制激光并且激光的电场EL随着时间改变，TE和TM分量场ETE(t )和ETM(t ) 以及它们在分析偏振器130上的投影将相应地改变，如迹线210和220 在图2A中沿t轴所示。从图2A容易理解的是，通过分别控制发射角e和分析器取向角(]), 可以调节两个投影场210、 220的相对幅度和调制深度。基于量子阱的EAM表现出优先的TE偏振吸收，除非拉伸应变消除 了各向异性。如图2A所示，TE调制深度比TM调制深度大很多。例如， 对于2V驱动信号幅度和-lV偏置电压，例如OKI OM5753C-30B的商用 EAM器件具有大概比TM调制深度大9dB的TE调制深度。如分别由图2B和2C所示，通过适当地调节影响TE和TM投影的角 度参数6和4)，可实现PSK调制或幅移键控(ASK)调制，比如开关键 控(00K)。因此，虽然TE和TM模的原始调制深度是由EAM的属 性以及偏置和驱动电压来设定的，本专利技术利用干涉仪操作，使得有可能 通过调节角度参数6和cj)来实现PSK或改善幅度调制深度，即消光比。 如图2B所示，当TM和TE ^:影场210和220的平均值大致相等时，可 以实现PSK调制。如图2C所示，当TE和TM投影场210和220的低幅度相等时，可 以实现具有提高的消光比的OOK调制。在另外的示例性实施例中，可采用其它布置来实现本专利技术的操作原 理，这些布置包括，例如，在每个臂中具有EAM的马赫-曾德尔干涉仪 (MZI),如图3所示。除了降低偏振敏感性以外，该实施例还可能有 利于减少额外损耗，如下所述。如图3所示，MZI 300包括第一臂中的第一 EAM 301和第二臂中的 第二EAM 302,在第二臂中布置有与EAM 302在一条线上的移相器305。 (可以理解的是，移相器可被布置在第一臂而不是第二臂中，或在两条 臂中，只要能提供两臂之间的适当的相位关系。)以各自的驱动信号， 驱动信号1和驱动信号2,来驱动EAM 301和302。通过输入耦合器(或分束器)303将CW激光提供给EAM 301、 302。用输出耦合器304合并EAM 301、 302 (通过移相器305 )的输出。可使用不同的驱动信号配置，这取决于调制格式的类型、EAM的规格以及输入和输出耦合器303、 304的耦合比。在第一个这种配置中，EAM驱动信号之一 (例如，驱动信号1)是要调制的数据信号。另一EAM驱动信号(例如，驱动信号2)是DC偏置电压，选择该DC偏置电压，使得通过相应的EAM ( 302 )的CW传输抵消另一 EAM ( 301 )中的调制信号的低幅度，如图4A所示。在图4A中，点线表示第一EAM 301中的NRZ-OOK调制信号，虚线表示被第二 EAM 302衰减的CW传输信号，而实线表示由上述信号的相消干涉产生的输出信号。该配置提供了相比于常规操作的单个EAM产生的OOK的消光比改善。要施加的DC偏置电压(如驱动信号2)将取决于第一EAM301的动态消光比和耦合器303、 304的耦合比。耦合比,皮优选地选择为降低EAM-MZI结构的传输损耗。影响最佳耦合比的因素包括第一 EAM 301的原始消光比、计划的调制格式和两个EAM的插入损耗。如果目的是提高OOK的消光比，则在第二EAM 302具有与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调制光信号的方法，包括步骤：　将要调制的光信号分解为至少两个光模式；　使用至少一个电吸收调制器（ＥＡＭ）调制所述光模式中的至少一个的电场；以及　干涉仪地合并所述光模式，以产生调制光信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.21 US 11/534,0291.一种调制光信号的方法，包括步骤将要调制的光信号分解为至少两个光模式；使用至少一个电吸收调制器(EAM)调制所述光模式中的至少一个的电场；以及干涉仪地合并所述光模式，以产生调制光信号。2. 如权利要求l所述的方法，包括步骤将激光发射到所述的至少一个EAM中，所述激光的电场具有相对于 所述EAM的轴的发射角，由此将所述激光分解为横电场(TE)和横磁场 (TM)分量；将所述TE和TM分量投影到具有相对于所述EAM的所述轴的取向角 的分析偏振器上，由此产生TE分量投影和TM分量投影；以及干涉仪地合并所述TE分量投影和TM分量投影，以产生调制信号。3. 如权利要求l所述的方法，其中调制光信号包括相移键控(PSK) 调制信号和幅移键控(ASK)调制信号中的至少一种。4. 如权利要求2所述的方法，包括调节所述发射角和所述取向角 中的至少 一 个以控制调制信号的步骤。5. 如权利要求2所述的方法，其中所述E...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·康，
申请(专利权)人：卢森特技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US