Чтобы удовлетворить растущий спрос людей на информацию, скорость передачи данных в системах оптоволоконной связи увеличивается с каждым днем. Будущая оптическая коммуникационная сеть будет развиваться в направлении оптоволоконной коммуникационной сети со сверхвысокой скоростью, сверхбольшой емкостью, сверхбольшим расстоянием и сверхвысокой эффективностью спектра. Передатчик имеет решающее значение. Высокоскоростной оптический передатчик сигнала в основном состоит из лазера, который генерирует оптическую несущую, модулирующего устройства генерации электрического сигнала и высокоскоростного электрооптического модулятора, который модулирует оптическую несущую. По сравнению с другими типами внешних модуляторов электрооптические модуляторы на основе ниобата лития обладают такими преимуществами, как широкая рабочая частота, хорошая стабильность, высокий коэффициент затухания, стабильная рабочая производительность, высокая скорость модуляции, малый чирп, простота соединения, зрелая технология производства и т. д. Он широко используется в высокоскоростных, больших по емкости и больших расстояниях оптических системах передачи.
Напряжение полуволны является крайне важным физическим параметром электрооптического модулятора. Оно представляет собой изменение напряжения смещения, соответствующего выходной интенсивности света электрооптического модулятора от минимального до максимального значения. Оно в значительной степени определяет электрооптический модулятор. То, как точно и быстро измерить напряжение полуволны электрооптического модулятора, имеет большое значение для оптимизации производительности устройства и повышения эффективности устройства. Напряжение полуволны электрооптического модулятора включает постоянный ток (полуволна
напряжение и радиочастота) полуволновое напряжение. Передаточная функция электрооптического модулятора имеет следующий вид:
Среди них — выходная оптическая мощность электрооптического модулятора;
Входная оптическая мощность модулятора;
Вносимые потери электрооптического модулятора;
Существующие методы измерения полуволнового напряжения включают методы генерации экстремальных значений и удвоения частоты, которые позволяют измерять полуволновое напряжение постоянного тока (DC) и полуволновое напряжение радиочастоты (RF) модулятора соответственно.
Таблица 1 Сравнение двух методов испытания полуволновым напряжением
| Метод экстремальных значений | Метод удвоения частоты | |
| Лабораторное оборудование | Блок питания лазера Тестируемый модулятор интенсивности Регулируемый источник постоянного тока ±15 В Измеритель оптической мощности | Лазерный источник света Тестируемый модулятор интенсивности Регулируемый источник постоянного тока Осциллограф источник сигнала (Смещение постоянного тока) |
| время тестирования | 20мин() | 5мин |
| Экспериментальные преимущества | легко достичь | Относительно точный тест Возможность одновременного получения постоянного полуволнового напряжения и высокочастотного полуволнового напряжения. |
| Экспериментальные недостатки | Длительное время и другие факторы делают тест неточным Прямой пассажирский тест постоянного тока полуволнового напряжения | Относительно долгое время Такие факторы, как большая ошибка суждения об искажении формы сигнала и т. д., делают тест неточным. |
Работает это следующим образом:
(1) Метод экстремальных значений
Метод экстремальных значений используется для измерения постоянного полуволнового напряжения электрооптического модулятора. Во-первых, без сигнала модуляции, кривая передаточной функции электрооптического модулятора получается путем измерения постоянного напряжения смещения и изменения интенсивности выходного света, и из кривой передаточной функции определяют точку максимального значения и точку минимального значения и получают соответствующие значения постоянного напряжения Vmax и Vmin соответственно. Наконец, разница между этими двумя значениями напряжения является полуволновым напряжением Vπ=Vmax-Vmin электрооптического модулятора.
(2) Метод удвоения частоты
Он использовал метод удвоения частоты для измерения полуволнового напряжения РЧ электрооптического модулятора. Добавьте компьютер смещения постоянного тока и сигнал модуляции переменного тока к электрооптическому модулятору одновременно, чтобы отрегулировать постоянное напряжение, когда интенсивность выходного света изменяется до максимального или минимального значения. В то же время, и это можно наблюдать на двухлучевом осциллографе, что выходной модулированный сигнал будет иметь искажение удвоения частоты. Единственная разница постоянного напряжения, соответствующего двум соседним искажениям удвоения частоты, - это полуволновое напряжение РЧ электрооптического модулятора.
Резюме: И метод экстремальных значений, и метод удвоения частоты теоретически могут измерять полуволновое напряжение электрооптического модулятора, но для сравнения, метод мощного значения требует более длительного времени измерения, и более длительное время измерения будет обусловлено Выходная оптическая мощность лазера флуктуирует и вызывает ошибки измерения. Метод экстремальных значений требует сканирования смещения постоянного тока с небольшим значением шага и одновременной регистрации выходной оптической мощности модулятора для получения более точного значения полуволнового напряжения постоянного тока.
Метод удвоения частоты — это метод определения полуволнового напряжения путем наблюдения за формой волны удвоения частоты. Когда приложенное напряжение смещения достигает определенного значения, происходит искажение умножения частоты, а искажение формы волны не слишком заметно. Его нелегко наблюдать невооруженным глазом. Таким образом, это неизбежно приведет к более значительным ошибкам, и то, что он измеряет, — это полуволновое напряжение ВЧ электрооптического модулятора.