For å møte folks økende etterspørsel etter informasjon øker overføringshastigheten til fiberoptiske kommunikasjonssystemer dag for dag. Fremtidens optiske kommunikasjonsnettverk vil utvikle seg mot et fiberoptisk kommunikasjonsnettverk med ultrahøy hastighet, ultrastor kapasitet, ultralang avstand og ultrahøy spektrumeffektivitet. En sender er kritisk. Den høyhastighets optiske signalsenderen består hovedsakelig av en laser som genererer en optisk bærebølge, en modulerende elektrisk signalgenererende enhet og en høyhastighets elektrooptisk modulator som modulerer den optiske bærebølgen. Sammenlignet med andre typer eksterne modulatorer har litiumniobat-elektrooptiske modulatorer fordelene med bred driftsfrekvens, god stabilitet, høyt ekstinksjonsforhold, stabil arbeidsytelse, høy modulasjonshastighet, liten kvitring, enkel kobling, moden produksjonsteknologi, etc. Den er mye brukt i optiske overføringssystemer med høy hastighet, stor kapasitet og lang avstand.
Halvbølgespenningen er en svært kritisk fysisk parameter for den elektrooptiske modulatoren. Den representerer endringen i forspenningen som tilsvarer utgangslysintensiteten til den elektrooptiske modulatoren fra minimum til maksimum. Den bestemmer den elektrooptiske modulatoren i stor grad. Hvordan man nøyaktig og raskt måler halvbølgespenningen til den elektrooptiske modulatoren er av stor betydning for å optimalisere enhetens ytelse og forbedre enhetens effektivitet. Halvbølgespenningen til den elektrooptiske modulatoren inkluderer likestrøm (halvbølge
spenning og radiofrekvens) halvbølgespenning. Overføringsfunksjonen til den elektrooptiske modulatoren er som følger:
Blant dem er den optiske utgangseffekten til den elektrooptiske modulatoren;
Er den optiske inngangseffekten til modulatoren;
Er innsettingstapet til den elektrooptiske modulatoren;
Eksisterende metoder for måling av halvbølgespenning inkluderer ekstremverdigenerering og frekvensdoblingsmetoder, som kan måle henholdsvis likestrøms- (DC) halvbølgespenning og radiofrekvens- (RF) halvbølgespenning til modulatoren.
Tabell 1 Sammenligning av to halvbølgespenningstestmetoder
| Ekstremverdimetoden | Frekvensdoblingsmetode | |
| Laboratorieutstyr | Laserstrømforsyning Intensitetsmodulator under test Justerbar likestrømsforsyning ±15V Optisk effektmåler | Laserlyskilde Intensitetsmodulator under test Justerbar likestrømsforsyning Oscilloskop signalkilde (DC-skjevhet) |
| testtid | 20 min() | 5 minutter |
| Eksperimentelle fordeler | lett å oppnå | Relativt nøyaktig test Kan oppnå DC-halvbølgespenning og RF-halvbølgespenning samtidig |
| Eksperimentelle ulemper | Lang tid og andre faktorer, testen er ikke nøyaktig Direkte passasjertest DC halvbølgespenning | Relativt lang tid Faktorer som stor bølgeformforvrengning, vurderingsfeil osv., gjør at testen ikke er nøyaktig. |
Det fungerer slik:
(1) Ekstremverdimetoden
Ekstremverdimetoden brukes til å måle DC-halvbølgespenningen til den elektrooptiske modulatoren. Først, uten modulasjonssignalet, oppnås overføringsfunksjonskurven til den elektrooptiske modulatoren ved å måle DC-forspenningen og endringen i utgangslysintensiteten, og fra overføringsfunksjonskurven bestemmes maksimumsverdipunktet og minimumsverdipunktet, og de tilsvarende DC-spenningsverdiene Vmax og Vmin fremskaffes. Til slutt er forskjellen mellom disse to spenningsverdiene halvbølgespenningen Vπ = Vmax-Vmin til den elektrooptiske modulatoren.
(2) Frekvensdoblingsmetode
Den brukte frekvensdoblingsmetoden for å måle RF-halvbølgespenningen til den elektrooptiske modulatoren. Legg til DC-forspenningsdatamaskinen og AC-modulasjonssignalet til den elektrooptiske modulatoren samtidig for å justere DC-spenningen når utgangslysintensiteten endres til en maksimums- eller minimumsverdi. Samtidig kan det observeres på dobbeltsporoscilloskopet at det modulerte utgangssignalet vil vise frekvensdoblingsforvrengning. Den eneste forskjellen mellom DC-spenningen som korresponderer med to tilstøtende frekvensdoblingsforvrengninger er RF-halvbølgespenningen til den elektrooptiske modulatoren.
Sammendrag: Både ekstremverdimetoden og frekvensdoblingsmetoden kan teoretisk sett måle halvbølgespenningen til den elektrooptiske modulatoren, men til sammenligning krever kraftverdimetoden lengre måletid, og den lengre måletiden vil skyldes at laserens utgangsoptiske effekt svinger og forårsaker målefeil. Ekstremverdimetoden må skanne DC-forspenningen med en liten trinnverdi og registrere modulatorens utgangsoptiske effekt samtidig for å oppnå en mer nøyaktig DC-halvbølgespenningsverdi.
Frekvensdoblingsmetoden er en metode for å bestemme halvbølgespenningen ved å observere frekvensdoblingsbølgeformen. Når den påførte forspenningen når en bestemt verdi, oppstår frekvensmultiplikasjonsforvrengning, og bølgeformforvrengningen er ikke så merkbar. Den er ikke lett å observere med det blotte øye. På denne måten vil det uunngåelig føre til mer betydelige feil, og det den måler er RF-halvbølgespenningen til den elektrooptiske modulatoren.