單-雙平行MZ電光調(diào)制器工作點控制及其應(yīng)用研究.pdf

1、馬赫曾德爾(MZ)干涉儀結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)型電光強度調(diào)制器具有調(diào)制速率高、傳輸損耗小、驅(qū)動電壓低、調(diào)制頻率啁啾小以及波長依賴性小等優(yōu)點，逐漸成為當(dāng)前光纖傳感及通信系統(tǒng)中重要的高速調(diào)制器件，在密集波分復(fù)用、光脈沖調(diào)制以及布里淵分布式光纖傳感系統(tǒng)等領(lǐng)域都發(fā)揮著不可替代的作用。然而，MZ型電光調(diào)制器存在工作點漂移問題，會對其工作性能造成嚴(yán)重影響，極大程度上制約著MZ型電光調(diào)制器的應(yīng)用。
　　為解決這一問題，推進 MZ型電光調(diào)制器的工程實用化，論

2、文提出并實驗研究了多種工作點控制方案，實驗驗證了其對實際應(yīng)用系統(tǒng)性能的改善。本論文的主要研究成果包括：
　?。?）詳細介紹了馬赫曾德爾電光調(diào)制器及雙平行馬赫曾德爾調(diào)制器的工作原理及調(diào)制特性。理論分析了二者的移頻特性，推導(dǎo)得出了調(diào)制產(chǎn)生的各階光邊帶強度的表達式?？偨Y(jié)探討了造成 MZ型電光調(diào)制器工作點漂移的主要因素及其對應(yīng)用帶來的影響。
　?。?）針對馬赫曾德爾電光調(diào)制器不同的應(yīng)用場合研究了基于微擾一次諧波鎖相及諧波與平均功率曲

3、線比對的工作點控制方案，提出了基于諧波運算及調(diào)制信號二次諧波鎖相的控制方案。分別搭建實驗系統(tǒng)驗證了各方案的可行性與可靠性，實現(xiàn)了傳輸曲線上Peak點、Null點、Quad±點及微波調(diào)制下任意工作點的自動控制，控制精度k≤10mV。
　　（3）針對雙平行馬赫曾德爾電光調(diào)制器提出了基于分時循環(huán)控制方法的工作點控制系統(tǒng)，基于 Labview平臺自主編寫了控制程序，通過引入微擾分時掃描各偏置端口，依次控制其內(nèi)部三個 MZ調(diào)制器的直流偏置，

4、得到了邊模抑制比大于25 dB的單邊帶信號。
　　（4）將工作點控制分別應(yīng)用在等幅光頻梳產(chǎn)生、脈沖調(diào)制以及布里淵光時域分析儀(BOTDA)系統(tǒng)中，有效改善了各系統(tǒng)連續(xù)工作條件下的性能。通過計算仿真得出了在調(diào)制信號調(diào)制度為1.84時，馬赫曾德爾調(diào)制器輸出邊模抑制比15dB、等頻率間隔、至多五條等幅光頻梳的結(jié)論，并應(yīng)用自動控制，實驗實現(xiàn)了穩(wěn)定的五條等幅光頻梳的輸出，一小時內(nèi)基頻和一階邊帶功率起伏的標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.08 dB和0.11