Работа на бегущей волне

Для модуляции на частотах выше нескольких гигагерц лучше использовать модуляторы на бегущей волне. В этих устройствах электрический сигнал распространяется вместе с оптическим сигналом, и в конце прибора установлены электроды, чтобы минимизировать электрическое отражение. Полоса пропускания и частотная характеристика ограничены несоответствием скоростей электрической и оптической волн, поскольку фаза волны напряжения, выглядящая как волновой пакет, проходящий через модулятор, непрерывно изменяется вдоль длины электродов. При определенных длинах прибора конечная модуляция полностью исчезает. В общем случае характеристика определяется формулой

На уровне 3 дБ равна 8 ГГц независимо от длины волны оптического излучения. Разработаны интерферометрические модуляторы на бегущей волне с шириной полосы, доходящей до 20 ГГц.

Интегрально-оптические преобразователи частоты.

Преобразователи частоты с канальными волноводами представляют интерес, поскольку они совместимы с волоконно-оптическими системами и им требуется низкое управляющее напряжение. Приложение периодического модулирующего сигнала к одночастотной непрерывной волне оптического сигнала порождает дискретный спектр с составляющими, расположенными на равных расстояниях, разделенных на величину основной частоты управляющего сигнала. Основные характеристики эффективности, такие как эффективность преобразования и подавление боковых полос, зависят от устройства прибора и параметров управляющего сигнала. Далее описаны три метода преобразования частоты интегрально-оптическими модуляторами: метод пилообразного сдвига частоты, метод синусоидальной фазовой модуляции и метод на бегущей волне.

Как показано на рисунке, при условии идеальной линейности каждого фрагмента пилы и идеального наклона пилы уровень мощности паразитных боковых полос стремится к нулю по мере стремления к нулю времени спада. Чтобы поддерживать полное подавление боковых полос на уровне > 40 дБ, нужно уменьшить время спада до значения, составляющего менее 1% от периода. Таким образом, диапазон пилообразного смещения частоты обычно ограничен шириной полосы фазового модулятора и электронной схемы формирования, что делает его пригодным для смещения только до десятков мегагерц. Подавление боковых полос до уровня 40 дБ может быть достигнуто при использовании фазовых модуляторов на основе LiNb03 с канальными волноводами.

Интерферометрическое смещение частоты.