For at imødekomme folks stigende efterspørgsel efter information stiger transmissionshastigheden for optiske fiberkommunikationssystemer dag for dag. Det fremtidige optiske kommunikationsnetværk vil udvikle sig mod et optisk fiberkommunikationsnetværk med ultrahøj hastighed, ultrastor kapacitet, ultralang afstand og ultrahøj spektrumeffektivitet. En transmitter er afgørende. Den højhastighedsoptiske signaltransmitter består hovedsageligt af en laser, der genererer en optisk bærebølge, en modulerende elektrisk signalgenererende enhed og en højhastigheds elektrooptisk modulator, der modulerer den optiske bærebølge. Sammenlignet med andre typer eksterne modulatorer har lithiumniobat elektrooptiske modulatorer fordelene ved bred driftsfrekvens, god stabilitet, højt ekstinktionsforhold, stabil arbejdsydelse, høj modulationshastighed, lille chirp, nem kobling, moden produktionsteknologi osv. Det er meget udbredt i optiske transmissionssystemer med høj hastighed, stor kapacitet og lang afstand.
Halvbølgespændingen er en yderst kritisk fysisk parameter for den elektrooptiske modulator. Den repræsenterer ændringen i biasspændingen svarende til den elektrooptiske modulators udgangslysintensitet fra minimum til maksimum. Den bestemmer i høj grad den elektrooptiske modulator. Hvordan man præcist og hurtigt måler halvbølgespændingen for den elektrooptiske modulator er af stor betydning for at optimere enhedens ydeevne og forbedre enhedens effektivitet. Halvbølgespændingen for den elektrooptiske modulator inkluderer DC (halvbølge
spænding og radiofrekvens) halvbølgespænding. Overførselsfunktionen for den elektrooptiske modulator er som følger:
Blandt dem er den optiske udgangseffekt fra den elektrooptiske modulator;
Er modulatorens optiske indgangseffekt;
Er indsættelsestabet for den elektrooptiske modulator;
Eksisterende metoder til måling af halvbølgespænding omfatter ekstremværdigenerering og frekvensfordoblingsmetoder, som kan måle henholdsvis jævnstrøms- (DC) halvbølgespænding og radiofrekvens- (RF) halvbølgespænding for modulatoren.
Tabel 1 Sammenligning af to halvbølgespændingstestmetoder
| Ekstremværdimetode | Frekvensfordoblingsmetode | |
| Laboratorieudstyr | Laserstrømforsyning Intensitetsmodulator under test Justerbar DC-strømforsyning ±15V Optisk effektmåler | Laserlyskilde Intensitetsmodulator under test Justerbar DC-strømforsyning Oscilloskop signalkilde (DC-bias) |
| testtid | 20 min() | 5 minutter |
| Eksperimentelle fordele | let at opnå | Relativt 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 f.eks. stor vurderingsfejl i bølgeformforvrængning osv. gør testen ikke nøjagtig |
Det fungerer som følger:
(1) Ekstremværdimetode
Ekstremværdimetoden bruges til at måle DC-halvbølgespændingen for den elektrooptiske modulator. Først, uden modulationssignalet, opnås overføringsfunktionskurven for den elektrooptiske modulator ved at måle DC-biasspændingen og ændringen i udgangslysintensiteten, og ud fra overføringsfunktionskurven bestemmes maksimumværdipunktet og minimumværdipunktet, og de tilsvarende DC-spændingsværdier Vmax og Vmin opnås. Endelig er forskellen mellem disse to spændingsværdier halvbølgespændingen Vπ = Vmax-Vmin for den elektrooptiske modulator.
(2) Frekvensfordoblingsmetode
Den brugte frekvensfordoblingsmetoden til at måle RF-halvbølgespændingen på den elektrooptiske modulator. Tilføj DC-biascomputeren og AC-modulationssignalet til den elektrooptiske modulator på samme tid for at justere DC-spændingen, når udgangslysintensiteten ændres til en maksimal eller minimal værdi. Samtidig kan det observeres på dobbeltsporsoscilloskopet, at det modulerede udgangssignal vil udvise frekvensfordoblingsforvrængning. Den eneste forskel på DC-spændingen svarende til to tilstødende frekvensfordoblingsforvrængninger er RF-halvbølgespændingen på den elektrooptiske modulator.
Resumé: Både ekstremværdimetoden og frekvensfordoblingsmetoden kan teoretisk set måle halvbølgespændingen for den elektrooptiske modulator, men til sammenligning kræver den kraftige værdimetode en længere måletid, og den længere måletid skyldes, at laserens optiske udgangseffekt fluktuerer og forårsager målefejl. Ekstremværdimetoden skal scanne DC-bias med en lille trinværdi og registrere modulatorens optiske udgangseffekt samtidig for at opnå en mere nøjagtig DC-halvbølgespændingsværdi.
Frekvensfordoblingsmetoden er en metode til at bestemme halvbølgespændingen ved at observere frekvensfordoblingsbølgeformen. Når den påførte biasspænding når en bestemt værdi, opstår der frekvensmultiplikationsforvrængning, og bølgeformforvrængningen er ikke så mærkbar. Den er ikke let at observere med det blotte øje. På denne måde vil det uundgåeligt forårsage mere betydelige fejl, og det, den måler, er RF-halvbølgespændingen for den elektrooptiske modulator.