这篇文章主要总结下如何产生PAM4光信号，也就是怎么产生四种强度的光信号。
1. 直调激光器
该方法的想法很直接，由于激光器的输出光强与输入电流成正比（线性工作区），通过控制输入的电流，来得到不同强度的光信号。与PAM2不同的是，输入电流的大小有四种，需要对驱动电路做一定的改动。目前56G的DML已经实现，可参看文献1。
2. 外部Mach-Zehnder调制器
激光器输出CW光，通过外部MZ调制器的组合，得到四种不同强度的光信号。
1) 串联MZ调制器
示意图如下，
（图片来自文献2）
两个MZ调制器的长度比为1：2，输出端的光强满足下式，
两个调制器的驱动RF信号都为OOK信号，信号的电压相同。由于调制器长度的差别，导致相位的差别。不同角度的组合，就可以得到四种不同的强度，如下图所示，
2) 并联MZ调制器
示意图如下，
（图片来自文献3）
与串联MZ调制器方案不同的是，该配置中上下两路的驱动RF信号电压不同，一路的电压为V0, 另一路的电压为0.5V0, MZ调制器的配置相同。上下两路的光信号合束后，得到四种强度的光信号，如下图所示，
（图片来自文献3）
3）单个Mach-Zehnder调制器
示意图如下，
（图片来自文献4）
该方案与并联MZ调制器方案有些类似，也是采用两种不同电压的RF驱动信号，结构更为简单。 通过两种RF信号的组合，可以得到四种光强度，如下图所示，
单个Mach-Zehnder调制器还有另外一种方案，直接输入四种强度的RF信号，如下图所示。四种电信号对应四种不同的相位改变，也就对应四种输出光强。
（图片来自文献5）
还有一些使用微环调制器的方案，基本思路与MZ调制器方案类似，这里就不一一列举了。
以上是PAM4光信号的产生方案小结，原理上不是特别难，4=4*1=2*2， 要么直接用四种电信号驱动激光器或者调制器；要么采用两种不同的驱动电信号，或者两种不同长度的调制器，进而组合产生四种不同强度的光信号。至于这些方案孰优孰劣，实验中需要考虑的因素比较多，笔者水平有限，现在还不能给出判断，还望大家谅解。
文章中如果有任何错误和不严谨之处，还望大家不吝指出！
参考文献：
- P. P. Baveja, et.al., 56Gb/s PAM-4 Directly Modulated Laser for 200G/400G Data-Center Optical Links
- A. Samani, et.al., Experimental parametric study of 128 Gb/s PAM-4 transmission system using a multi-electrode silicon photonic Mach Zehnder modulator , Opt. Exp. 25, 13252(2017)
- A. Samani, et.al., A Silicon Photonic PAM-4 Modulator Based on Dual-Parallel Mach – Zehnder Interferometers， IEEE Photonics Journal 8, 7800610(2016)
- L. Zheng, et.al., Silicon PAM-4 optical modulator driven by two binary electrical signals with different peak-to-peak voltages, Opt. Let. 42, 2213(2017)
- S. Shao, et.al., Optical PAM-4 signal generation using a silicon Mach-Zehnder optical modulator, Opt. Exp. 25, 23003(2017)
