Page 28 - 网络电信2018年4月刊上
P. 28
一种高速光纤声光调制器
1
1
1
2
1
1
王大贵 ，吴中超 ，王晓新 ，傅礼鹏 ，王晓平 ，申向伟 ，何晓亮 1
1．中国电子科技集团公司第二十六研究所；
2．宜宾职业技术学院
摘要：该文介绍了应用于光纤传感系统中的
高速光纤声光调制器的设计和应用。分析了影
响光纤声光调制器调制速度的因素，介绍了高
速光纤声光调制器的设计方法。最后采用氧化
碲（TeO2）晶体和小束腰光纤准直器得到工作
波长1550NM、光脉冲上升时间23．9NS、插入
损耗2．9DB、通断消光比53DB的高速光纤声光
调制器。
关键词：高速光纤声光调制器；光脉冲上升
时间；插入损耗；消光比
引言 图1 布喇格声光衍射示意图
光纤声光调制器 [1-8] 目前广泛用于光纤激光器、光纤传感系
统、多普勒激光测风雷达系统。由于其采用光纤耦合，所以与
空间耦合的声光器件相比具有使用方便，易于集成，可靠性高
等优势。光纤声光调制器的速度由调制器输出的光脉冲上升时
间体现，调制器调制速度的快慢决定了系统的响应速度、可利
用带宽等指标。
本文利用TeO 2 晶体通过优化设计得到了工作于1550nm、光
脉冲上升时间23．9ns、插入损耗2．9dB、偏振消光比53dB的高
速光纤声光调制器，且理论分析了影响调制器速度的因素。
一、光纤声光调制器的基本原理
光纤声光调制器主要包括声光晶体、驱动电路和光纤输
入输出系统组成。当驱动电路射频（RF）功率信号作用到压电 图2 脉冲信号调制波形
换能器上，压电换能器将电信号转化为超声信号传入声光晶体
内，并且在声光晶体内形成折射率光栅。当输入光以满足布喇
格衍射条件的角度通过声光晶体时，就会发生衍射，产生衍射
光，如图１所示。
衍射光光强受到射频驱动功率调制，使衍射光成为可传输
信息的强度调制波，从而实现了声光调制的功能，如图2所示。
二、光纤声光调制器设计
光纤声光调制器调制速度体现为光脉冲上升时间，影响光
脉冲上升时间的因素主要是声场穿过光束的渡越时间。
超声渡越时间τ由声光晶体的声速ｖ和声场中光束直径D的
网络电信 二零一八年四月 35
