硅光调制器正交和最小偏置点锁定的无抖动技术研究

"马赫-曾德尔结构硅光调制器正交和最小偏置点锁定的无抖动技术" 本文提出了一种用于马赫-曾德尔结构（MZ）硅光调制器无抖动的正交（Quad）和最小（Null）偏置点锁定方案。该方案采用了一对差分的光电探测器（MPD）作为闭环控制信号反馈元件，将这一对差分MPD电流的比值记为归一化光电流，并基于该归一化光电流分别构造了相位偏置在90°的Quad点和180°的Null点的误差函数。 **知识点1：马赫-曾德尔结构硅光调制器** 马赫-曾德尔结构（MZ）硅光调制器是一种常用的光调制器结构，广泛应用于高速数据传输和光通信系统中。MZ结构硅光调制器的工作原理是基于硅光调制器的相位调制和偏置点锁定，通过调整硅光调制器的偏置点来实现光信号的调制。 **知识点2：差分光电探测器（MPD）** 差分光电探测器（MPD）是闭环控制信号反馈元件，用于检测硅光调制器的输出信号，并将其转换为电信号。MPD由两部分组成：inphase-MPD和outerphase-MPD。在 Quad 点锁定中，inphase-MPD 和 outerphase-MPD 的电流比值被用来构造误差函数，以实现 Quad 点的锁定。 **知识点3：归一化光电流** 归一化光电流是指将 MPD 电流的比值标准化，以便于计算 Quad 点和 Null 点的误差函数。归一化光电流是该方案的关键组件，它将 MPD 电流转换为标准化的光电流，用于计算误差函数。 **知识点4：Quad 点和 Null 点锁定** Quad 点和 Null 点锁定是硅光调制器的两个重要锁定点。Quad 点锁定是指硅光调制器的偏置点锁定在 90° 相位偏置，而 Null 点锁定是指硅光调制器的偏置点锁定在 180° 相位偏置。Quad 点和 Null 点锁定对硅光调制器的性能和稳定性至关重要。 **知识点5：误差函数** 误差函数是用于计算 Quad 点和 Null 点锁定的关键组件。对于 Quad 点锁定，误差函数是归一化光电流和差分 MPD 响应度比值的差值。对于 Null 点锁定，误差函数是归一化光电流相对于热光相移器热功率偏置点的一阶导数。 **知识点6：仿真验证** 为了验证该方案的有效性，作者进行了仿真验证，使用 53GBaud 四电平脉冲幅度调制（PAM4）测试平台和 53GBaud 二进制相移键控（BPSK）仿真平台验证了所提算法对 MZ 硅光调制器 Quad 点和 Null 点的锁定精度。 本文提出了一种用于马赫-曾德尔结构硅光调制器正交和最小偏置点锁定的无抖动技术，该技术采用差分光电探测器和归一化光电流来实现 Quad 点和 Null 点的锁定，具有重要的理论和实践价值。