För att möta människors ökande efterfrågan på information ökar överföringshastigheten för optiska fiberkommunikationssystem dag för dag. Det framtida optiska kommunikationsnätverket kommer att utvecklas mot ett optiskt fiberkommunikationsnätverk med ultrahög hastighet, ultrastor kapacitet, ultralång distans och ultrahög spektrumeffektivitet. En sändare är kritisk. Den optiska höghastighetssignalsändaren består huvudsakligen av en laser som genererar en optisk bärvåg, en modulerande elektrisk signalgenererande anordning och en höghastighets elektrooptisk modulator som modulerar den optiska bärvågen. Jämfört med andra typer av externa modulatorer har litiumniobat elektrooptiska modulatorer fördelarna med bred driftsfrekvens, bra stabilitet, högt släckningsförhållande, stabil arbetsprestanda, hög modulationshastighet, liten pip, enkel koppling, mogen produktionsteknik, etc. Det används ofta i höghastighets, stor kapacitet och långdistans optiska transmissionssystem.
Halvvågsspänningen är en mycket kritisk fysisk parameter för den elektrooptiska modulatorn. Den representerar förändringen i förspänningen som motsvarar den utgående ljusintensiteten från den elektrooptiska modulatorn från minimum till maximum. Det bestämmer den elektrooptiska modulatorn i stor utsträckning. Hur man exakt och snabbt mäter halvvågsspänningen hos den elektrooptiska modulatorn är av stor betydelse för att optimera enhetens prestanda och förbättra enhetens effektivitet. Halvvågsspänningen för den elektrooptiska modulatorn inkluderar DC (halvvåg
spänning och radiofrekvens) halvvågsspänning. Överföringsfunktionen för den elektrooptiska modulatorn är som följer:
Bland dem är den optiska uteffekten från den elektrooptiska modulatorn;
Är den ingående optiska effekten hos modulatorn;
Är insättningsförlusten av den elektrooptiska modulatorn;
Befintliga metoder för att mäta halvvågsspänning inkluderar extremvärdesgenerering och frekvensdubblingsmetoder, som kan mäta modulatorns likströms (DC) halvvågsspänning respektive radiofrekvens (RF) halvvågsspänning.
Tabell 1 Jämförelse av två testmetoder för halvvågsspänning
| Extremvärdesmetod | Frekvensfördubblingsmetod | |
| Laboratorieutrustning | Laser strömförsörjning Intensitetsmodulator under test Justerbar DC-strömförsörjning ±15V Optisk effektmätare | Laserljuskälla Intensitetsmodulator under test Justerbar DC-strömförsörjning Oscilloskop signalkälla (DC Bias) |
| testtid | 20 min() | 5 min |
| Experimentella fördelar | lätt att genomföra | Relativt noggrant test Kan erhålla DC-halvvågsspänning och RF-halvvågsspänning samtidigt |
| Experimentella nackdelar | Lång tid och andra faktorer, är testet inte korrekt Direkt passagerartest DC halvvågsspänning | Relativt lång tid Faktorer som bedömningsfel för stor vågformsdistorsion, etc., testet är inte korrekt |
Det fungerar enligt följande:
(1) Extremvärdesmetod
Extremvärdesmetoden används för att mäta DC-halvvågsspänningen för den elektrooptiska modulatorn. Först, utan moduleringssignalen, erhålls överföringsfunktionskurvan för den elektrooptiska modulatorn genom att mäta DC-förspänningen och förändringen av utgångsljusintensiteten, och från överföringsfunktionskurvan bestäm maximivärdespunkten och minvärdespunkten, och erhålla motsvarande likspänningsvärden Vmax respektive Vmin. 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 för den elektrooptiska modulatorn. Lägg till DC-förspänningsdatorn och AC-moduleringssignalen till den elektrooptiska modulatorn samtidigt för att justera DC-spänningen när den utgående ljusintensiteten ändras till ett max- eller minimumvärde. Samtidigt, och det kan observeras på dual-trace oscilloskopet att den utgångsmodulerade signalen kommer att uppträda frekvensdubblerande distorsion. Den enda skillnaden mellan likspänningen som motsvarar två intilliggande frekvensfördubblingsdistortioner är RF-halvvågsspänningen för den elektrooptiska modulatorn.
Sammanfattning: Både extremvärdesmetoden och frekvensdubbleringsmetoden kan teoretiskt mäta den elektrooptiska modulatorns halvvågsspänning, men som jämförelse kräver kraftvärdemetoden längre mättid, och den längre mättiden kommer att bero p.g.a. Den optiska uteffekten från lasern fluktuerar och orsakar mätfel. Extremvärdesmetoden behöver skanna DC-förspänningen med ett litet stegvärde och registrera den optiska uteffekten från modulatorn samtidigt för att erhålla ett mer exakt DC-halvvågsspänningsvärde.
Frekvensfördubblingsmetoden är en metod för att bestämma halvvågsspänningen genom att observera frekvensfördubblingsvågformen. När den applicerade förspänningen når ett visst värde uppstår frekvensmultiplikationsdistorsion och vågformsdistorsionen är inte alltför märkbar. Det är inte lätt att observera med blotta ögat. På detta sätt kommer det oundvikligen att orsaka fler signifikanta fel, och vad det mäter är RF-halvvågsspänningen för den elektrooptiska modulatorn.