
【電】 light modulator
light; ray; honour; merely; naked; scenery; smooth
【化】 light
【醫】 light; phot-; photo-
melody; mix; move; suit well; transfer
【計】 debugging mode
become; change
【醫】 meta-; pecilo-; poecil-; poikilo-
implement; organ; utensil; ware
【醫】 apparatus; appliance; crgan; device; organa; organon; organum; vessel
光調變器(optical modulator)是光電子系統中的核心器件,主要用于通過電信號對光波參數進行精确調控。其工作原理基于電光效應、聲光效應或熱光效應,通過改變介質的折射率或吸收特性,實現對光波的振幅、相位、頻率或偏振态的調制。根據調制機制可分為電光調制器(如铌酸锂調制器)、聲光調制器(利用聲波與光波相互作用)和電吸收調制器(基于量子限制斯塔克效應)三大類。
在光纖通信系統中,光調變器承擔着将電信號轉換為光信號的關鍵任務,直接影響傳輸速率與帶寬。國際電信聯盟(ITU)标準文件G.698.2指出,高速相幹光通信系統普遍采用IQ調制器實現高階調制格式(如QPSK、16-QAM)。美國光學學會(OSA)發布的《光調制器技術白皮書》顯示,矽基光子調制器因具備CMOS兼容性,已成為數據中心互連技術的主流選擇。
該器件在激光雷達、量子通信和光學傳感領域也有重要應用。例如NASA深空激光通信系統采用微波光子調制器,實現了地月間3.5Gbps的數據傳輸速率。英國劍橋大學光子學研究組在《Nature Photonics》發表的實驗證明,新型石墨烯調制器的調制帶寬可達200GHz,刷新了現有器件的性能紀錄。
光調變器(光調制器)是一種利用電信號控制光波參數(如強度、相位、頻率等)以實現信息傳輸的核心光電子器件。以下從定義、原理及分類三方面詳細解釋:
光調變器通過外部輸入的電信號,改變光信號的物理特性(如強度、相位或頻率),将電信號轉換為光信號并傳輸。它是高速光通信、激光雷達和光傳感等領域的關鍵器件,尤其在長距離光纖通信中承擔信號編碼功能。
類型 | 原理特性 | 典型應用場景 |
---|---|---|
電光調制器 | 基于電光效應,響應速度快(GHz級) | 高速光纖通信、量子光學 |
電吸收調制器 | 通過電場調控材料吸收特性 | 集成光通信模塊 |
熱光調制器 | 依賴溫度引起的折射率變化,功耗較高 | 光開關、可調濾波器 |
相位調制器 | 通過光栅或波導結構調節光波相位 | 相幹通信、光學傳感 |
光調變器性能指标包括調制帶寬(決定傳輸速率)、插入損耗和功耗。當前最先進的铌酸锂電光調制器已實現100 GHz以上帶寬,支撐800G光模塊技術發展。
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