CN218005524U - 电光强度调制器驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的电光强度调制器驱动装置，涉及光学元件技术领域，包括数模转换电路、信号取样电路及电压放大电路，其中，数模转换电路用于接收控制器发出的控制信号并将控制信号由数字信号转换为模拟信号；信号取样电路与数模转换电路电性连接，用于接收数模转换电路发送的模拟信号并将模拟信号由电流信号转换为电压信号；电压放大电路与信号取样电路电性连接，用于接收信号取样电路发送的电压信号并将电压信号放大至设定的电压值，能够将电光强度调制器驱动信号的峰值电压放大至设定的数值，适用性较强，易于实现，应用前景较广。

Description

电光强度调制器驱动装置

技术领域

本实用新型涉及光学元件技术领域，具体涉及一种电光强度调制器驱动装置。

背景技术

量子密钥分发（Quantum Key Distribution, 简称QKD）系统是量子通信系统中一种密钥的安全传输方式。在采用诱骗态协议的QKD系统中，需要采用能够产生不同强度的弱相干光的光源，而且该光源发出的不同脉冲光之间应没有相位关联性。

为了满足上述要求，目前主要采用两种方式，一是内调制方式，该方式通过改变加载于激光器的直流偏置电压，进而产生不同强度的脉冲光；该方式存在的缺陷为：当该直流偏置电压发生变化时，激光器的腔长会发生变化，从而引起发射激光的波长随调制电流发生线性变化，产生啁啾现象。啁啾现象的存在扩大了激光器光谱的线宽，从而限制了光信号传输距离和速率。另一种是外调制方式，该方式使用电光强度调制器来调节激光器产生的脉冲光的强度以产生不同强度的脉冲光。

针对外调制方式，为了使得电光强度调制器的驱动信号的电压峰值能够覆盖电光强度调制器整个周期，该驱动信号的峰值电压必须至少为强度调制器的直流半波电压的2倍。在实际应用中，如果电光强度调制器的直流半波电压为 3.5V，电光强度调制器驱动信号的峰值电压必须至少7V，这样才能调制出不同强度的脉冲光。由于电光强度调制器驱动信号的峰值电压与带宽的积为定值，即驱动信号的峰值电压与带宽成反比，无法同时满足高带宽及大幅值，导致该调制方式能够得到的驱动信号的峰值可能达不到设定的数值，不易于实现，存在一定的应用局限性。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种电光强度调制器驱动装置。本实用新型实施例提供的电光强度调制器驱动装置包括：

数模转换电路，用于接收控制器发出的控制信号并将所述控制信号由数字信号转换为模拟信号。

信号取样电路，与所述数模转换电路电性连接，用于接收所述数模转换电路发送的模拟信号并将所述模拟信号由电流信号转换为电压信号。

电压放大电路，与所述信号取样电路电性连接，用于接收所述信号取样电路发送的电压信号并将所述电压信号放大至设定的电压值。

作为本实用新型一个优选的实施方式，所述电压放大电路包括第一级运算放大器及第二级运算放大器。

作为本实用新型一个优选的实施方式，数模转换电路为高速数模转换器DAC。

作为本实用新型一个优选的实施方式，所述信号取样电路包括第一取样电阻R1及第二取样电阻R2。

作为本实用新型一个优选的实施方式，所述第一级运算放大器的电压放大倍数固定，所述第二级运算放大器的电压放大倍数可调整。

作为本实用新型一个优选的实施方式，所述第一级运算放大器的输出端与所述第二级运算放大器的正向输入端电性连接。

本实用新型实施例提供的电光强度调制器驱动装置具有以下有益效果：

通过采用多级运算放大器，能够将电光强度调制器驱动信号的峰值电压放大至设定的数值，易于实现，适用性较强，应用前景较广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电光强度调制器驱动装置结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的电光强度调制器驱动装置内部电路示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实用新型实施例提供的电光强度调制器驱动装置包括数模转换电路、信号取样电路及电压放大电路，其中：

数模转换电路，用于接收控制器发出的控制信号并将该控制信号由数字信号转换为模拟信号。

在一个示例中，数模转换电路为高速数模转换器DAC。

具体地，高速数模转换器DAC的型号为AD9742。AD9742采用电流型差分输出模式，AD9742的分辨率为12位，最大更新速率为210MSPS。

如图2所示，AD9742的输出端A与输出端B之间的电压差U₁=I_A×R₁- I_B×R₂，其中，I_A+I_B=（2¹²-1）I_FS/2¹²，I_A =DAC_codeI_FS/2¹²，I_B=（2¹²-1-DAC_code）I_FS /2¹²，DAC_code的值大于或等于0且小于或等于2¹²-1，取R₁=R₂=50Ω，则U₁=（I_A-I_B）×50Ω。其中，I_FS为电光强度调制器的输出电流满量程，设I_FS=20mA，则电压差U₁=（2 DAC_code-4095）/4096，当DAC_code=2048时，电压差U₁₌1/4096V，则视电光强度调制器驱动信号电压峰值的初始值为0V。当DAC_code=4095时，电压差U₁₌4095/4096V，则视电光强度调制器驱动信号电压峰值的初始值为1V。

信号取样电路与数模转换电性连接，用于接收所述数模转换电路发送的模拟信号并将所述模拟信号由电流信号转换为电压信号。

在一个示例中，信号取样电路包括第一取样电阻R₁及第二取样电阻R₂。

电压放大电路与信号取样电路电性连接，用于接收所述信号取样电路发送的电压信号并将所述电压信号放大至设定的电压值。

在一个示例中，电压放大电路包括第一级运算放大器及第二级运算放大器。其中，第一级运算放大器的电压放大倍数固定，第二级运算放大器的电压放大倍数可调整，第一级运算放大器的输出端与所述第二级运算放大器的正向输入端电性连接。

具体地，第一级运算放大器的型号为THS3217，其电压放大倍数为固定值G1=2。第二级运算放大器的型号为THS3491，可通过调整外部设置的电阻R3及电阻R4的阻值来调节第二级运算放大器的电压放大倍数，即电压放大倍数G2=1+R₄/R₃，其中，THS3217的带宽为500MHZ，THS3491的带宽为900MHZ。在U₁=1V、THS3217的电压放大倍数G1为固定值2的情况下，如果想要得到峰值电压为8V的驱动信号，则需要将第二级运算放大器的电压放大倍数G2调整为4，即要求R₄/R₃=3。通过采用本实用新型实施例提供的电光强度调制器驱动装置，能够得到频率为100MHZ、脉冲宽度为10ns、上升沿为2ns及峰值电压为8V的驱动信号。

特别地，第一级运算放大器的电压放大倍数G1也可根据实验效果进行调整，但总体放大倍数G1×G2的值固定。

可以理解的是，上述方法及装置中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种电光强度调制器驱动装置，其特征在于，包括：

数模转换电路，用于接收控制器发出的控制信号并将所述控制信号由数字信号转换为模拟信号；

信号取样电路，与所述数模转换电路电性连接，用于接收所述数模转换电路发送的模拟信号并将所述模拟信号由电流信号转换为电压信号；

电压放大电路，与所述信号取样电路电性连接，用于接收所述信号取样电路发送的电压信号并将所述电压信号放大至设定的电压值。

2.根据权利要求1所述的电光强度调制器驱动装置，其特征在于，所述电压放大电路包括第一级运算放大器及第二级运算放大器。

3.根据权利要求1所述的电光强度调制器驱动装置，其特征在于，数模转换电路为高速数模转换器DAC。

4.根据权利要求1所述的电光强度调制器驱动装置，其特征在于，所述信号取样电路包括第一取样电阻R1及第二取样电阻R2。

5.根据权利要求2所述的电光强度调制器驱动装置，其特征在于，所述第一级运算放大器的电压放大倍数固定，所述第二级运算放大器的电压放大倍数可调整。

6.根据权利要求2所述的电光强度调制器驱动装置，其特征在于，所述第一级运算放大器的输出端与所述第二级运算放大器的正向输入端电性连接。

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