Aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu ludzi na informacje, szybkość transmisji systemów komunikacji światłowodowej rośnie z dnia na dzień. Przyszła optyczna sieć komunikacyjna będzie rozwijać się w kierunku światłowodowej sieci komunikacyjnej o bardzo dużej szybkości, bardzo dużej pojemności, bardzo dużych odległościach i bardzo wysokiej wydajności widma. Nadajnik jest krytyczny. Szybki nadajnik sygnału optycznego składa się głównie z lasera generującego nośnik optyczny, modulującego urządzenia generującego sygnał elektryczny oraz szybkiego modulatora elektrooptycznego, który moduluje nośnik optyczny. W porównaniu z innymi typami modulatorów zewnętrznych, elektrooptyczne modulatory z niobianu litu mają zalety szerokiej częstotliwości roboczej, dobrej stabilności, wysokiego współczynnika ekstynkcji, stabilnej wydajności roboczej, wysokiego współczynnika modulacji, małego ćwierkania, łatwego sprzęgania, dojrzałej technologii produkcji itp. To jest szeroko stosowany w szybkich, dużej pojemności i długodystansowych systemach transmisji optycznej.
Napięcie półfalowe jest bardzo krytycznym parametrem fizycznym modulatora elektrooptycznego. Reprezentuje zmianę napięcia polaryzacji odpowiadającego natężeniu światła wyjściowego modulatora elektrooptycznego od minimum do maksimum. Determinuje to w dużej mierze modulator elektrooptyczny. Sposób dokładnego i szybkiego pomiaru napięcia półfalowego modulatora elektrooptycznego ma ogromne znaczenie dla optymalizacji pracy urządzenia i poprawy jego wydajności. Napięcie półfali modulatora elektrooptycznego obejmuje prąd stały (półfala
napięcie i częstotliwość radiowa) napięcie półfalowe. Funkcja przenoszenia modulatora elektrooptycznego jest następująca:
Wśród nich jest wyjściowa moc optyczna modulatora elektrooptycznego;
Czy wejściowa moc optyczna modulatora;
Czy strata wtrąceniowa modulatora elektrooptycznego;
Istniejące metody pomiaru napięcia półfali obejmują metody generowania wartości ekstremalnych i metody podwajania częstotliwości, które umożliwiają pomiar odpowiednio napięcia półfali prądu stałego (DC) i napięcia półfali częstotliwości radiowej (RF) modulatora.
Tabela 1 Porównanie dwóch metod badania napięcia półfalowego
| Metoda wartości ekstremalnych | Metoda podwajania częstotliwości | |
| Sprzęt laboratoryjny | Zasilanie lasera Testowany modulator intensywności Regulowany zasilacz DC ±15V Miernik mocy optycznej | Laserowe źródło światła Testowany modulator intensywności Regulowany zasilacz prądu stałego Oscyloskop źródło sygnału (odchylenie prądu stałego) |
| czas testowania | 20min() | 5 minut |
| Eksperymentalne zalety | łatwe do osiągnięcia | Stosunkowo dokładne badanie Może jednocześnie uzyskać napięcie półfali DC i napięcie półfali RF |
| Wady eksperymentalne | Długi czas i inne czynniki, test nie jest dokładny Bezpośredni test pasażera Napięcie półfalowe DC | Stosunkowo długo Czynniki takie jak błąd oceny zniekształceń dużego przebiegu itp. sprawiają, że test nie jest dokładny |
Działa to w następujący sposób:
(1) Metoda wartości ekstremalnych
Do pomiaru napięcia półfali prądu stałego modulatora elektrooptycznego stosuje się metodę wartości ekstremalnych. Po pierwsze, bez sygnału modulacyjnego, krzywą funkcji przenoszenia modulatora elektrooptycznego uzyskuje się poprzez pomiar napięcia polaryzacji prądu stałego i zmiany natężenia światła wyjściowego, a na podstawie krzywej funkcji przenoszenia wyznacza się punkt wartości maksymalnej i punkt wartości minimalnej oraz uzyskać odpowiednie wartości napięcia stałego Vmax i Vmin. Wreszcie różnica między tymi dwoma wartościami napięcia to napięcie półfalowe Vπ=Vmax-Vmin modulatora elektrooptycznego.
(2) Metoda podwajania częstotliwości
Do pomiaru napięcia półfali RF modulatora elektrooptycznego wykorzystano metodę podwajania częstotliwości. Dodaj jednocześnie komputer polaryzacji prądu stałego i sygnał modulacji prądu przemiennego do modulatora elektrooptycznego, aby wyregulować napięcie prądu stałego, gdy natężenie światła wyjściowego zostanie zmienione na wartość maksymalną lub minimalną. Jednocześnie na oscyloskopie dwuścieżkowym można zaobserwować, że zmodulowany sygnał wyjściowy będzie miał zniekształcenie polegające na podwojeniu częstotliwości. Jedyną różnicą napięcia stałego odpowiadającą dwóm sąsiednim zniekształceniom podwajającym częstotliwość jest napięcie półfali RF modulatora elektrooptycznego.
Podsumowanie: Zarówno metoda wartości ekstremalnych, jak i metoda podwajania częstotliwości mogą teoretycznie mierzyć napięcie półfalowe modulatora elektrooptycznego, ale dla porównania metoda wartości dużych wymaga dłuższego czasu pomiaru, a dłuższy czas pomiaru będzie wynikał z Wyjściowa moc optyczna lasera ulega wahaniom i powoduje błędy pomiaru. Metoda wartości ekstremalnych wymaga skanowania polaryzacji prądu stałego z małą wartością kroku i jednoczesnego rejestrowania wyjściowej mocy optycznej modulatora, aby uzyskać dokładniejszą wartość napięcia półfali prądu stałego.
Metoda podwojenia częstotliwości to metoda wyznaczania napięcia półfali poprzez obserwację kształtu fali podwojenia częstotliwości. Kiedy przyłożone napięcie polaryzacji osiąga określoną wartość, następuje zniekształcenie mnożenia częstotliwości, a zniekształcenie kształtu fali nie jest zbyt zauważalne. Nie jest łatwo to zaobserwować gołym okiem. W ten sposób nieuchronnie spowoduje to bardziej znaczące błędy, a to, co mierzy, to napięcie półfali RF modulatora elektrooptycznego.