本文的目的是證明輸入到調制器兩臂的電壓與鈮酸鋰MZ調制器輸出中的啁啾之間的關系。
啁啾是高比特率光學系統(tǒng)中的關鍵部分，因為它會干擾系統(tǒng)距離的極限[1]。因為激光源保持在窄帶穩(wěn)頻模式，外部調制器可以提供了一種減少或消除啁啾的方法。外部調制器通常是LiNbO3調制器或電吸收調制器。在本課中，基于工作電壓分析了LiNbO3引起的啁啾。
這里，對調制器在圖1所示的雙驅動設計中進行了分析（其中ΔV1=-ΔV2）。
圖1.雙驅動系統(tǒng)布局
圖2是MZ調制器參數(shù)設定窗口，其中MZ調制器以正交模式工作，外置偏壓位于調制器光學響應曲線的中點，使得偏壓強度為其峰值的一半。而消光系數(shù)設置為200dB，以避免任何由于不對稱Y型波導而導致的啁啾聲[2]。調制器被設置為以非歸一化的方式工作，這意味著電輸入信號將不會被歸一化。
圖2.MZ調制器參數(shù)設置
對于兩個臂的幾何形狀完全相同的雙驅動調制器。啁啾以驅動電壓的形式給出[3]：
其中V1和V2分別是施加到臂1和2的電壓。
根據(jù)方程式，為了實現(xiàn)調制器的零啁啾，施加的電壓之間的關系必須為V1=-V2。圖3顯示了輸入端口2和3的電壓以及脈沖序列。
圖3.輸入端口 2 (a) V1pp = 2.0V 和輸入端口 3 (b) V2pp = 2.0V 處的電信號，以實現(xiàn)調制器接近零的啁啾
結果如圖4所示。光信號的幅度從0到1mW不等。啁啾的振幅約為100 Hz（由于其值很小，可以認為實際上為零）。
圖4.調制器輸出口的光信號
顯然，頻率遠高于弛豫振蕩頻率的調制會導致不可接受的系統(tǒng)性能。
為了顯示啁啾值隨施加電壓變化的差異，峰間電壓設置為V1pp=3.0V，V2pp=1.0V，得到α=0.5。圖5顯示了電輸入信號。
圖5.輸入端口2（a）和輸入端口3（b）處的電信號，以實現(xiàn)調制器的α=0.5
實現(xiàn)的啁啾如圖6所示。光信號看起來是一樣的，但是，信號中的啁啾比圖4中顯示的要大得多。啁啾的振幅約為3 GHz。
圖6.調制器輸出口的光信號，α=0.5
對于α=-0.5，峰間電壓設置為V1pp=1.0V，V2pp=3.0V。結果如圖7所示。
圖7.調制器輸出口的光信號，α=-0.5
如本課所示，馬赫-澤恩德調制器中輸出信號的啁啾可以通過調節(jié)施加在調制器臂上的電壓來控制。有關馬赫曾德調制器啁啾的更多信息，請參閱參考文獻。
參考文獻：
[1]Cartledge, J.C.; Rolland, C.; Lemerle, S.; Solheim, A., “Theoretical performance of 10 Gb/s lightwave systems using a III-V semiconductor Mach-Zehnder modulator. IEEE Photonics Technology Letters, Volume: 6 Issue: 2, Feb. 1994, Page(s): 282 -284.
[2]Cartledge, J.C., “Performance of 10 Gb/s lightwave systems based on lithium niobate Mach-Zehnder modulators with asymmetric Y-branch waveguides”. IEEE Photonics Technology Letters, Volume: 7 Issue: 9, Sept. 1995, Page(s): 1090 -1092.
[3]AT&T microelectronics. “The Relationship between Chirp and Voltage for the AT&T Mach-Zehnder Lithium Niobate Modulators”. Technical Note, October 1995.
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