Utilisation de l'AWG pour un contrôle précis des modulateurs électro-optiques

Dans le paysage actuel, les applications de l'optique, de la photonique et des lasers pulsés pilotés par des modulateurs électro-optiques sont largement reconnues. Une nouvelle vague de scientifiques repousse les limites et applique ces technologies dans divers domaines tels que le lidar pour l'automobile, les solutions médicales, l'aérospatiale et la défense, la technologie quantique et les capteurs laser.

Les générateurs de fonctions et de formes d'ondes arbitraires (AWG) ont été reconnus comme une solution de pointe pour faire face à la complexité des essais, aux pressions liées aux délais de commercialisation et à l'évolution des exigences des applications. Ces générateurs offrent une flexibilité inégalée, fournissant aux ingénieurs un outil puissant pour générer une large gamme d'impulsions, de signaux et de modulations.

Des applications distinctes nécessitent des types de signaux spécifiques. Voici quelques exemples d'applications des AWG

• Génération d'impulsions à haute amplitude et à grande vitesse pour la commande directe de modulateurs électro-optiques.
• Création de divers signaux et impulsions comme stimuli pour les applications d'optique quantique.
• Production d'impulsions pour piloter des diodes laser pulsées.

Les guides d'ondes optiques intégrés, semblables aux fibres optiques, guident la lumière le long de trajectoires prédéterminées. Le guide d'ondes est constitué d'un canal dont l'indice de réfraction est supérieur à celui du matériau qui l'entoure.

Ces guides d'ondes guident la lumière par réflexion interne totale sur les parois du canal. Le fonctionnement monomode est crucial pour la fonctionnalité des éléments optiques intégrés, souvent intégrés aux fibres optiques dans les technologies de communication.

L'effet électrooptique linéaire, ou effet Pockels, implique un changement de l'indice de réfraction d'un matériau optique lorsqu'un champ électrique externe est appliqué.

Le niobate de lithium (LiNbO3) est le matériau préféré pour les modulateurs optiques intégrés en raison de sa réponse électrooptique. L'application d'un champ électrique modifie l'indice de réfraction, ce qui entraîne un déphasage de la lumière guidée. Cela permet une modulation à des fréquences élevées de l'ordre du gigahertz.

L'insertion d'un modulateur de phase dans un interféromètre de Mach-Zehnder intégré forme un modulateur d'amplitude. L'application d'une tension induit une différence de phase relative, contrôlant la transmission du dispositif entre les valeurs minimales et maximales. Le générateur de formes d'ondes arbitraires AWG-5000 d'Arb Rider facilite la création de tensions de modulation avec des impulsions très étroites, permettant de piloter directement des modulateurs électro-optiques sans amplification externe.

Un modulateur de phase intégré dans un interféromètre de Mach-Zehnder forme un modulateur d'amplitude.

L'application d'une tension induit une différence de phase relative, contrôlant la transmission du dispositif entre les valeurs minimales (Pmin) et maximales (Pmax). La tension demi-onde (Vπ) détermine les états de commutation, le fonctionnement push-pull du modulateur d'amplitude nécessitant la moitié de la tension d'un modulateur de phase. Par exemple, elle devrait être de 1,5 V dans le spectre rouge à 635 nm et de 5 V dans la gamme de longueurs d'onde des télécommunications autour de 1550 nm.

Lorsqu'un signal RF est appliqué sous forme de tension de modulation aux électrodes, cette entrée électrique est traduite en informations sur l'amplitude.

Cette sortie d'amplitude dépend de l'ampleur et de la forme de la tension et est donc liée à la position du point de fonctionnement du modulateur. La figure montre la conversion d'une entrée électrique pulsée binaire en un signal de sortie optique binaire. Si les niveaux de tension ne sont pas corrects, c'est-à-dire si la tension est trop élevée ou si le décalage est incorrect, le modulateur répondra par des niveaux de sortie optique incorrects en mode binaire ou par des harmoniques plus élevées en mode analogique.

Les générateurs de formes d'ondes arbitraires AWG-5000 d'Active Technologies vous permettent de générer une tension de modulation en produisant des impulsions très étroites (largeur d'impulsion minimale de 230 ps) jusqu'à 5Vpp.

La sortie de grande amplitude, combinée à un temps de montée/descente de 110 ps (5 Vpp @ 2 GHz de bande passante), vous permet de piloter directement divers types de modulateurs électro-optiques sans avoir besoin d'un amplificateur externe.

Il est facile de générer différentes formes d'impulsions pour un meilleur contrôle du signal de sortie optique, grâce à l'interface utilisateur True ARB.

Découvrez pourquoi le dernier modèle de la série AWG d'ARB Rider AWG-7000 est le choix idéal pour les défis de recherche de pointe dans les domaines de l'informatique quantique, de la communication, du cryptage et de la détection, de l'optique et de la photonique, de la physique des hautes énergies, des tests de semi-conducteurs et de la communication sans fil RF.

L'AWG-7000 d'ARB Rider est le générateur de formes d'ondes arbitraires 14 bits le plus rapide au monde, avec un taux de mise à jour de 20 Géch/s, une plage de tension de sortie de 5 Vpp, un temps de montée/descente de 50 secondes et une profondeur de mémoire de 9 Géch.

Disponible en 2 ou 4 canaux, l'AWG-7000 atteint une fréquence de sortie de 10 GHz et son bus de synchronisation intra-châssis permet d'étendre à 16 canaux analogiques synchronisés et 128 canaux numériques le générateur de signaux mixtes le plus puissant au monde. Grâce au logiciel gratuit et facile à utiliser Simple Rider, l'AWG-7000 permet de générer facilement les signaux analogiques et numériques les plus complexes pour vos projets de recherche.

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