KLV大学レーザーコース

電気光学変調器（EOM）の原理やアプリケーション、利用方法について解説

ニオブ酸リチウムによる電気光学効果を用いて、光ビームの強度（振幅）変調および位相変調、偏光状態を電気的に制御するのが電気光学変調器です。

ニオブ酸リチウムはニオブの酸化物である酸化ニオブとリチウムの酸化物である酸化リチウムの混合物で、外部から電圧を加えることで光ビームの屈折率を変化させる（ポッケルス効果）ことができます。

まず電気光学変調器に入射された光ビームは、ニオブ酸リチウムによってつくられた光導波路を通って2つに分けられ、うち一方は入射光と同一の波長・半分の振幅となりますが、もう一方の光には電気光学効果による変調が加えられます。

この2つの光ビームが1本の光に戻り、出射光となって射出されるわけなのですが、このときの光の組み合わせ方により光に対して任意の変調を加えることができます。

ここで、電気光学変調器であるEOMをご紹介します。

EOMlの主要な特徴は
数十GHzに及ぶ帯域幅です。

電気光学変調器（EOM）を利用するにあたって、問題となる点が3つ存在しますが構成を複雑化させることによって解決できます。

以下の項目について正しく管理しましょう。

挿入損失	挿入損失のレベルは、利用するEOMのモデルによって異なります。一般的な挿入損失は4〜5dBの範囲となりますが、EOMはひとつの性能属性（消光比など）を改善することにより挿入損失に悪影響を与える可能性があります。
最大入出力電力	標準的な最大入力電力は50mW（17dBm）です。この最大入力電力は、一般的な電源から入力可能な電力となりますが、入力ファイバーに信号を送る際、CW信号のかわりにパルス信号を適用することで、この制限を克服できます。
バイアス電圧の安定性	EOMを用いて光変調をすることでバイアス電圧が不安定になる場合があります。これは適切に管理することによって、バイアス電圧の安定性を制御することが可能です。しかし、これを制御するには専用のコントローラーを用いるか、もともと制御コントローラーを内蔵しているタイプのEOMを用いる必要があります。

挿入損失

挿入損失のレベルは、利用するEOMのモデルによって異なります。
一般的な挿入損失は4〜5dBの範囲となりますが、EOMはひとつの性能属性（消光比など）を改善することにより挿入損失に悪影響を与える可能性があります。

最大入出力電力

標準的な最大入力電力は50mW（17dBm）です。
この最大入力電力は、一般的な電源から入力可能な電力となりますが、入力ファイバーに信号を送る際、CW信号のかわりにパルス信号を適用することで、この制限を克服できます。

バイアス電圧の安定性

EOMを用いて光変調をすることでバイアス電圧が不安定になる場合があります。
これは適切に管理することによって、バイアス電圧の安定性を制御することが可能です。
しかし、これを制御するには専用のコントローラーを用いるか、もともと制御コントローラーを内蔵しているタイプのEOMを用いる必要があります。

上記のようにEOMを利用する際は考慮すべきポイントがあるため、構成が複雑になりがちです。
それを解決できるのが、 Vバイアスの制御コントローラー以外の必要デバイスが内蔵されているAerodiode社のSHAPERです。