Чтобы удовлетворить растущий спрос людей на информацию, скорость передачи данных в системах оптоволоконной связи увеличивается с каждым днем. Будущая сеть оптической связи будет развиваться в сторону волоконно-оптической сети связи со сверхвысокой скоростью, сверхбольшой пропускной способностью, сверхбольшими расстояниями и сверхвысокой эффективностью использования спектра. Передатчик имеет решающее значение. Высокоскоростной передатчик оптического 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 из ниобата лития имеют преимущества: широкая рабочая частота, хорошая стабильность, высокий коэффициент затухания, стабильные рабочие характеристики, высокая скорость модуляции, небольшой чирп, простота соединения, отработанная технология производства и т. д. широко используется в высокоскоростных оптических системах передачи данных большой емкости и на большие расстояния.
Полуволновое напряжение является весьма важным физическим параметром электрооптического модулятора. Он представляет собой изменение напряжения смещения, соответствующего выходной интенсивности света электрооптического модулятора, от минимума до максимума. Это во многом определяет электрооптический модулятор. Как точно и быстро измерить полуволновое напряжение электрооптического модулятора имеет большое значение для оптимизации работы устройства и повышения эффективности устройства. Полуволновое напряжение электрооптического модулятора включает в себя постоянный ток (полуволновое
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 методы удвоения частоты, которые могут измерять полуволновое напряжение постоянного тока (DC) и полуволновое радиочастотное (РЧ) напряжение модулятора соответственно.
Таблица 1. Сравнение двух методов испытания полуволновым напряжением.
| Метод экстремальных значений | Метод удвоения частоты | |
| Лабораторное оборудование | Лазерный источник питания Тестируемый модулятор интенсивности Регулируемый источник питания постоянного тока ± 15 В Измеритель оптической мощности | Лазерный источник света Тестируемый модулятор интенсивности Регулируемый источник питания постоянного тока осциллограф источник сигнала (Смещение постоянного тока) |
| время тестирования | 20 минут() | 5 минут |
| Экспериментальные преимущества | легко выполнить | Относительно точный тест Можно одновременно получить полуволновое напряжение постоянного тока и полуволновое РЧ-напряжение. |
| Экспериментальные недостатки | Длительное время и другие факторы, тест неточный Прямое испытание пассажира полуволновым напряжением постоянного тока | Относительно долгое время Такие факторы, как большая ошибка оценки искажения формы сигнала и т. д., тест не является точным. |
Это работает следующим образом:
(1) Метод экстремальных значений
Метод экстремальных значений используется для измерения полуволнового напряжения постоянного тока электрооптического модулятора. Во-первых, без сигнала модуляции кривая передаточной функции электрооптического модулятора получается путем измерения напряжения смещения постоянного тока и изменения интенсивности выходного света, а также на основе кривой передаточной функции определяют точку максимального значения и точку минимального значения, и получить соответствующие значения напряжения постоянного тока Vmax и Vmin соответственно. Наконец, разница между этими двумя значениями напряжения представляет собой полуволновое напряжение Vπ=Vmax-Vmin электрооптического модулятора.
(2) Метод удвоения частоты
Он использовал метод удвоения частоты для измерения ВЧ-полуволнового напряжения электрооптического модулятора. Одновременно добавьте компьютер смещения постоянного тока и сигнал модуляции переменного тока к электрооптическому модулятору, чтобы отрегулировать напряжение постоянного тока, когда интенсивность выходного света изменяется на максимальное или минимальное значение. В то же время на двухканальном осциллографе можно наблюдать, что в выходном модулированном сигнале появляется искажение, приводящее к удвоению частоты. Единственная разница постоянного напряжения, соответствующая двум соседним искажениям удвоения частоты, - это ВЧ полуволновое напряжение электрооптического модулятора.
Резюме: Как метод экстремальных значений, так и метод удвоения частоты теоретически могут измерять полуволновое напряжение электрооптического модулятора, но для сравнения, метод мощных значений требует большего времени измерения, и большее время измерения будет связано с Выходная оптическая мощность лазера колеблется и вызывает ошибки измерений. Метод экстремальных значений требует сканирования смещения постоянного тока с небольшим шагом и одновременной записи выходной оптической мощности модулятора, чтобы получить более точное значение полуволнового напряжения постоянного тока.
Метод удвоения частоты — это метод определения полуволнового напряжения путем наблюдения формы сигнала удвоения частоты. Когда приложенное напряжение смещения достигает определенного значения, происходит искажение умножения частоты, и искажение формы сигнала не слишком заметно. Наблюдать невооруженным глазом непросто. Таким образом, он неизбежно приведет к более значительным ошибкам, и он измеряет ВЧ-полуволновое напряжение электрооптического модулятора.