For å møte folks økende etterspørsel etter informasjon, øker overføringshastigheten til optiske fiberkommunikasjonssystemer dag for dag. Det fremtidige optiske kommunikasjonsnettverket vil utvikle seg mot et optisk fiberkommunikasjonsnettverk med ultrahøy hastighet, ultra-stor kapasitet, ultralang avstand og ultrahøy spektrumeffektivitet. En sender er kritisk. Den høyhastighets optiske signalsenderen er hovedsakelig sammensatt av en laser som genererer en optisk bærer, en modulerende elektrisk signalgenererende enhet og en høyhastighets elektro-optisk modulator som modulerer den optiske bæreren. Sammenlignet med andre typer eksterne modulatorer, har litiumniobat elektro-optiske modulatorer fordelene med bred driftsfrekvens, god stabilitet, høyt ekstinksjonsforhold, stabil arbeidsytelse, høy modulasjonshastighet, liten kvitring, enkel kobling, moden produksjonsteknologi, etc. Det er mye brukt i høyhastighets, stor kapasitet og langdistanse optiske overføringssystemer.
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. Det bestemmer den elektro-optiske modulatoren i stor grad. Hvordan man nøyaktig og raskt måler halvbølgespenningen til den elektrooptiske modulatoren er av stor betydning for å optimere enhetens ytelse og forbedre effektiviteten til enheten. Halvbølgespenningen til den elektrooptiske modulatoren inkluderer DC (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 av den elektrooptiske modulatoren;
Eksisterende metoder for å måle halvbølgespenning inkluderer ekstremverdigenerering og frekvensdoblingsmetoder, som kan måle henholdsvis likestrøm (DC) halvbølgespenning og radiofrekvens (RF) halvbølgespenning til modulatoren.
Tabell 1 Sammenligning av to testmetoder for halvbølgespenning
| Ekstrem verdi metode | Frekvensdoblingsmetode | |
| Laboratorieutstyr | Laser strømforsyning Intensitetsmodulator under testing Justerbar likestrømforsyning ±15V Optisk effektmåler | Laser lyskilde Intensitetsmodulator under testing Justerbar DC strømforsyning Oscilloskop signalkilde (DC Bias) |
| testtid | 20 min() | 5 min |
| Eksperimentelle fordeler | lett å gjennomføre | Relativ nøyaktig test Kan oppnå DC halvbølgespenning og RF halvbølgespenning på samme tid |
| Eksperimentelle ulemper | Lang tid og andre faktorer, testen er ikke nøyaktig Direkte passasjertest DC halvbølgespenning | Relativt lang tid Faktorer som stor bølgeform forvrengning vurderingsfeil, etc., testen er ikke nøyaktig |
Det fungerer som følger:
(1) Ekstremverdimetode
Ekstremverdimetoden brukes til å måle DC-halvbølgespenningen til den elektro-optiske modulatoren. For det første, uten modulasjonssignalet, oppnås overføringsfunksjonskurven til den elektrooptiske modulatoren ved å måle DC-forspenningen og endringen i utgangslysintensiteten, og fra overføringsfunksjonskurven bestemme maksimumsverdipunktet og minimumsverdipunktet, og oppnå de tilsvarende likespenningsverdiene Vmax og Vmin henholdsvis. Til slutt er forskjellen mellom disse to spenningsverdiene halvbølgespenningen Vπ=Vmax-Vmin til den elektro-optiske modulatoren.
(2) Frekvensdoblingsmetode
Den brukte frekvensdoblingsmetoden for å måle RF-halvbølgespenningen til den elektrooptiske modulatoren. Legg til DC-forspenningsdatamaskinen og AC-modulasjonssignalet til den elektro-optiske modulatoren samtidig for å justere DC-spenningen når utgangslysintensiteten endres til en maksimums- eller minimumsverdi. Samtidig, og det kan observeres på dual-trace oscilloskopet at det utgangsmodulerte signalet vil vises frekvensdoblingsforvrengning. Den eneste forskjellen mellom likespenningen som tilsvarer to tilstøtende frekvensdoblingsforvrengninger er RF-halvbølgespenningen til den elektrooptiske modulatoren.
Oppsummering: Både ekstremverdimetoden og frekvensdoblingsmetoden kan teoretisk måle halvbølgespenningen til den elektrooptiske modulatoren, men til sammenligning krever kraftig verdimetoden lengre måletid, og jo lengre måletid vil være pga. Den optiske utgangseffekten til laseren svinger og forårsaker målefeil. Ekstremverdimetoden må skanne DC-bias med en liten trinnverdi og registrere den optiske utgangseffekten til modulatoren 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 for merkbar. Det er ikke lett å observere med det blotte øye. På denne måten vil det uunngåelig forårsake flere betydelige feil, og det det måler er RF-halvbølgespenningen til den elektrooptiske modulatoren.