För att möta människors ökande efterfrågan på information ökar överföringshastigheten för optiska fiberkommunikationssystem dag för dag. Det framtida optiska kommunikationsnätet kommer att utvecklas mot ett optiskt fiberkommunikationsnät med ultrahög hastighet, ultrastor kapacitet, ultralångt avstånd och ultrahög spektrumeffektivitet. En sändare är avgörande. Den höghastighetsoptiska signalsändaren består huvudsakligen av en laser som genererar en optisk bärvåg, en modulerande elektrisk signalgenererande enhet och en höghastighets elektrooptisk modulator som modulerar den optiska bärvågen. Jämfört med andra typer av externa modulatorer har elektrooptiska litiumniobatmodulatorer fördelarna med bred driftsfrekvens, god stabilitet, högt extinktionsförhållande, stabil arbetsprestanda, hög moduleringshastighet, liten chirp, enkel koppling, mogen produktionsteknik etc. Den används ofta i optiska överföringssystem med hög hastighet, stor kapacitet och långa avstånd.
Halvvågsspänningen är en mycket kritisk fysikalisk parameter för den elektrooptiska modulatorn. Den representerar förändringen i förspänningen som motsvarar den utgående ljusintensiteten från den elektrooptiska modulatorn från minimum till maximum. Den bestämmer den elektrooptiska modulatorn i stor utsträckning. Hur man noggrant och snabbt mäter halvvågsspänningen för den elektrooptiska modulatorn är av stor betydelse för att optimera enhetens prestanda och förbättra enhetens effektivitet. Halvvågsspänningen för den elektrooptiska modulatorn inkluderar likström (halvvågs
spänning och radiofrekvens) halvvågsspänning. Överföringsfunktionen för den elektrooptiska modulatorn är följande:
Bland dem är den elektrooptiska modulatorns utgångsoptiska effekt;
Är modulatorns optiska ineffekt;
Är insättningsförlusten för den elektrooptiska modulatorn;
Befintliga metoder för att mäta halvvågsspänning inkluderar extremvärdesgenerering och frekvensdubbleringsmetoder, vilka kan mäta likströms- (DC) halvvågsspänning respektive radiofrekvens- (RF) halvvågsspänning hos modulatorn.
Tabell 1 Jämförelse av två halvvågsspänningstestmetoder
| Extremvärdesmetoden | Frekvensfördubblingsmetod | |
| Laboratorieutrustning | Laserströmförsörjning Intensitetsmodulator under test Justerbar likströmsförsörjning ±15V Optisk effektmätare | Laserljuskälla Intensitetsmodulator under test Justerbar likströmsförsörjning Oscilloskop signalkälla (DC-bias) |
| testtid | 20 minuter () | 5 minuter |
| Experimentella fördelar | lätt att åstadkomma | Relativt noggrant test Kan erhålla DC-halvvågsspänning och RF-halvvågsspänning samtidigt |
| Experimentella nackdelar | Lång tid och andra faktorer, testet är inte korrekt Direkt passagerartest DC halvvågsspänning | Relativt lång tid Faktorer som stor vågformsförvrängning, felbedömning etc., gör att testet inte är korrekt. |
Det fungerar enligt följande:
(1) Extremvärdesmetod
Extremvärdesmetoden används för att mäta den elektrooptiska modulatorns likströmshalvvågsspänning. Först, utan moduleringssignalen, erhålls den elektrooptiska modulatorns överföringsfunktionskurva genom att mäta likströmsförspänningen och förändringen i utljusintensiteten. Från överföringsfunktionskurvan bestäms maximivärdespunkten och minimivärdespunkten, och motsvarande likströmsspänningsvärden Vmax respektive Vmin erhålls. Slutligen är skillnaden mellan dessa två spänningsvärden halvvågsspänningen Vπ = Vmax - Vmin för den elektrooptiska modulatorn.
(2) Frekvensfördubblingsmetod
Den använde frekvensdubbleringsmetoden för att mäta RF-halvvågsspänningen hos den elektrooptiska modulatorn. Lägg till DC-bias-datorn och AC-moduleringssignalen till den elektrooptiska modulatorn samtidigt för att justera DC-spänningen när den utgående ljusintensiteten ändras till ett maximalt eller minimalt värde. Samtidigt kan det observeras på dubbelspårsoscilloskopet att den utgående modulerade signalen kommer att uppvisa frekvensdubbleringsdistorsion. Den enda skillnaden mellan DC-spänningen som motsvarar två intilliggande frekvensdubbleringsdistorsioner är RF-halvvågsspänningen hos den elektrooptiska modulatorn.
Sammanfattning: Både extremvärdesmetoden och frekvensfördubblingsmetoden kan teoretiskt mäta halvvågsspänningen hos den elektrooptiska modulatorn, men som jämförelse kräver kraftvärdesmetoden en längre mättid, och den längre mättiden beror på att laserns utgångsoptiska effekt fluktuerar och orsakar mätfel. Extremvärdesmetoden behöver skanna DC-förspänningen med ett litet stegvärde och samtidigt registrera modulatorns utgångsoptiska effekt för att få ett mer exakt DC-halvvågsspänningsvärde.
Frekvensfördubblingsmetoden är en metod för att bestämma halvvågsspänningen genom att observera frekvensfördubblingsvågformen. När den pålagda förspänningsspänningen når ett visst värde uppstår frekvensmultiplikationsförvrängning, och vågformsförvrängningen är inte så märkbar. Den är inte lätt att observera med blotta ögat. På detta sätt kommer det oundvikligen att orsaka mer betydande fel, och det den mäter är RF-halvvågsspänningen hos den elektrooptiska modulatorn.