For at imødekomme folks stigende efterspørgsel efter information stiger transmissionshastigheden af optiske fiberkommunikationssystemer dag for dag. Det fremtidige optiske kommunikationsnetværk vil udvikle sig mod et optisk fiberkommunikationsnetværk med ultrahøj hastighed, ultra-stor kapacitet, ultra-lang afstand og ultrahøj spektrumeffektivitet. En sender er kritisk. Den højhastigheds optiske signaltransmitter er hovedsageligt sammensat af en laser, der genererer en optisk bærer, en modulerende elektrisk signalgenererende enhed og en højhastigheds elektro-optisk modulator, der modulerer den optiske bærer. Sammenlignet med andre typer eksterne modulatorer har lithiumniobat elektro-optiske modulatorer fordelene ved bred driftsfrekvens, god stabilitet, højt ekstinktionsforhold, stabil arbejdsydelse, høj modulationshastighed, lille pib, let kobling, moden produktionsteknologi osv. Det er meget udbredt i højhastigheds, stor kapacitet og langdistance optiske transmissionssystemer.
Halvbølgespændingen er en meget kritisk fysisk parameter for den elektro-optiske modulator. Det repræsenterer ændringen i forspændingen svarende til udgangslysintensiteten af den elektro-optiske modulator fra minimum til maksimum. Det bestemmer i høj grad den elektro-optiske modulator. Hvordan man præcist og hurtigt måler halvbølgespændingen af den elektro-optiske modulator er af stor betydning for at optimere enhedens ydeevne og forbedre effektiviteten af enheden. Halvbølgespændingen af den elektro-optiske modulator inkluderer DC (halvbølge
spænding og radiofrekvens) halvbølgespænding. Overførselsfunktionen af den elektro-optiske modulator er som følger:
Blandt dem er den optiske udgangseffekt fra den elektro-optiske modulator;
Er modulatorens optiske inputeffekt;
Er indsættelsestabet af den elektro-optiske modulator;
Eksisterende metoder til måling af halvbølgespænding omfatter ekstremværdigenerering og frekvensfordoblingsmetoder, som kan måle henholdsvis jævnstrøm (DC) halvbølgespænding og radiofrekvens (RF) halvbølgespænding af modulatoren.
Tabel 1 Sammenligning af to halvbølgespændingstestmetoder
| Ekstrem værdi metode | Frekvensfordoblingsmetode | |
| Laboratorieudstyr | Laser strømforsyning Intensitetsmodulator under test Justerbar DC strømforsyning ±15V Optisk effektmåler | Laser lyskilde Intensitetsmodulator under test Justerbar DC strømforsyning Oscilloskop signalkilde (DC Bias) |
| test tid | 20 min() | 5 min |
| Eksperimentelle fordele | let at gennemføre | Relativ nøjagtig test Kan opnå DC halvbølgespænding og RF halvbølgespænding på samme tid |
| Eksperimentelle ulemper | Lang tid og andre faktorer, testen er ikke nøjagtig Direkte passagertest DC halvbølgespænding | Relativt lang tid Faktorer som stor bølgeformsforvrængning bedømmelsesfejl osv., testen er ikke nøjagtig |
Det fungerer som følger:
(1) Ekstrem værdi metode
Ekstremværdimetoden bruges til at måle DC-halvbølgespændingen af den elektro-optiske modulator. For det første, uden modulationssignalet, opnås overføringsfunktionskurven for den elektro-optiske modulator ved at måle DC-forspændingen og ændringen i udgangslysintensiteten, og fra overføringsfunktionskurven bestemme maksimumværdipunktet og minimumværdipunktet, og opnå de tilsvarende DC-spændingsværdier henholdsvis Vmax og Vmin. Endelig er forskellen mellem disse to spændingsværdier halvbølgespændingen Vπ=Vmax-Vmin af den elektro-optiske modulator.
(2) Frekvensfordoblingsmetode
Den brugte frekvensfordoblingsmetoden til at måle RF-halvbølgespændingen af den elektro-optiske modulator. Tilføj DC-forspændingscomputeren og AC-modulationssignalet til den elektro-optiske modulator på samme tid for at justere DC-spændingen, når udgangslysintensiteten ændres til en maksimum- eller minimumværdi. På samme tid, og det kan observeres på dual-trace oscilloskopet, at det udgangsmodulerede signal vil fremstå frekvensfordoblingsforvrængning. Den eneste forskel på DC-spændingen svarende til to tilstødende frekvensfordoblingsforvrængninger er RF-halvbølgespændingen af den elektro-optiske modulator.
Opsummering: Både ekstremværdimetoden og frekvensdoblingsmetoden kan teoretisk måle halvbølgespændingen i den elektro-optiske modulator, men til sammenligning kræver den kraftige værdimetode længere måletid, og jo længere måletid vil være pga. Den optiske udgangseffekt fra laseren svinger og forårsager målefejl. Ekstremværdimetoden skal scanne DC-forspændingen med en lille trinværdi og registrere den optiske udgangseffekt fra modulatoren på samme tid for at opnå en mere nøjagtig DC-halvbølgespændingsværdi.
Frekvensfordoblingsmetoden er en metode til at bestemme halvbølgespændingen ved at observere frekvensfordoblingsbølgeformen. Når den påførte forspænding når en bestemt værdi, forekommer frekvensmultiplikationsforvrængning, og bølgeformsforvrængningen er ikke for mærkbar. Det er ikke nemt at observere med det blotte øje. På denne måde vil det uundgåeligt forårsage flere væsentlige fejl, og hvad det måler er RF-halvbølgespændingen af den elektro-optiske modulator.