Aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu ludzi na informacje, szybkość transmisji systemów komunikacji światłowodowej rośnie z dnia na dzień. Przyszła sieć komunikacji optycznej będzie się rozwijać w kierunku sieci komunikacji światłowodowej o ultrawysokiej prędkości, ultradużej pojemności, ultradługim zasięgu i ultrawysokiej wydajności widmowej. Nadajnik jest krytyczny. Szybki nadajnik sygnału optycznego składa się głównie z lasera, który generuje nośną optyczną, modulującego urządzenia generującego sygnał elektryczny i szybkiego modulatora elektrooptycznego, który moduluje nośną optyczną. W porównaniu z innymi typami modulatorów zewnętrznych, modulatory elektrooptyczne z niobianem litu mają zalety szerokiej częstotliwości roboczej, dobrej stabilności, wysokiego współczynnika wygaszenia, stabilnej wydajności roboczej, wysokiej szybkości modulacji, małego ćwierkania, łatwego sprzęgania, dojrzałej technologii produkcji itp. Jest szeroko stosowany w szybkich, dużych pojemnościach i dalekosiężnych systemach transmisji optycznej.
Napięcie półfalowe jest bardzo krytycznym parametrem fizycznym modulatora elektrooptycznego. Reprezentuje ono zmianę napięcia polaryzacji odpowiadającą natężeniu światła wyjściowego modulatora elektrooptycznego od wartości minimalnej do maksymalnej. W dużym stopniu determinuje ono modulator elektrooptyczny. Sposób dokładnego i szybkiego pomiaru napięcia półfalowego modulatora elektrooptycznego ma ogromne znaczenie dla optymalizacji działania urządzenia i poprawy jego wydajności. Napięcie półfalowe modulatora elektrooptycznego obejmuje prąd stały (DC)
napięcie i częstotliwość radiowa) napięcie półfalowe. Funkcja przenoszenia modulatora elektrooptycznego jest następująca:
Wśród nich znajduje się wyjściowa moc optyczna modulatora elektrooptycznego;
Jest to moc optyczna wejściowa modulatora;
Jest to strata wstawiania modulatora elektrooptycznego;
Obecnie stosowane metody pomiaru napięcia półfalowego obejmują generowanie wartości ekstremalnych i metody podwajania częstotliwości, za pomocą których można mierzyć odpowiednio napięcie półfalowe prądu stałego (DC) i napięcie półfalowe częstotliwości radiowej (RF) modulatora.
Tabela 1 Porównanie dwóch metod pomiaru napięcia półfalowego
| Metoda wartości ekstremalnych | Metoda podwajania częstotliwości | |
| Sprzęt laboratoryjny | Zasilanie lasera Modulator intensywności w trakcie testu Regulowany zasilacz DC ±15V Miernik mocy optycznej | Źródło światła laserowego Modulator intensywności w trakcie testu Regulowany zasilacz prądu stałego Oscyloskop źródło sygnału (Odchylenie DC) |
| czas testowania | 20 minut() | 5 minut |
| Zalety eksperymentalne | łatwe do wykonania | Test stosunkowo dokładny Możliwość jednoczesnego uzyskania napięcia półfalowego DC i napięcia półfalowego RF |
| Wady eksperymentalne | Długi czas i inne czynniki sprawiają, że test nie jest dokładny Bezpośredni test pasażera napięcie półfalowe DC | Relatywnie długi czas Czynniki takie jak duży błąd oceny zniekształcenia przebiegu itp. sprawiają, że test nie jest dokładny |
Działa to w następujący sposób:
(1) Metoda wartości ekstremalnych
Metoda wartości ekstremalnych jest używana do pomiaru napięcia półfalowego DC modulatora elektrooptycznego. Najpierw, bez sygnału modulacyjnego, krzywa funkcji przejścia modulatora elektrooptycznego jest uzyskiwana przez pomiar napięcia polaryzacji DC i zmiany natężenia światła wyjściowego, a z krzywej funkcji przejścia Określ punkt wartości maksymalnej i punkt wartości minimalnej i uzyskaj odpowiadające im wartości napięcia DC Vmax i Vmin. Na koniec, różnica między tymi dwiema wartościami napięcia jest napięciem półfalowym Vπ=Vmax-Vmin modulatora elektrooptycznego.
(2) Metoda podwajania częstotliwości
Używano metody podwajania częstotliwości do pomiaru napięcia półfalowego RF modulatora elektrooptycznego. Dodaj komputer polaryzacji DC i sygnał modulacji AC do modulatora elektrooptycznego w tym samym czasie, aby dostosować napięcie DC, gdy natężenie światła wyjściowego zostanie zmienione na wartość maksymalną lub minimalną. W tym samym czasie, i można zaobserwować na oscyloskopie z podwójnym śladem, że sygnał wyjściowy zmodulowany będzie miał zniekształcenie podwajania częstotliwości. Jedyną różnicą napięcia DC odpowiadającą dwóm sąsiednim zniekształceniom podwajania częstotliwości jest napięcie półfalowe 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 potężnych wymaga dłuższego czasu pomiaru, a dłuższy czas pomiaru będzie spowodowany tym, że Moc optyczna wyjściowa lasera ulega wahaniom i powoduje błędy pomiaru. Metoda wartości ekstremalnych wymaga skanowania polaryzacji DC z małą wartością kroku i rejestrowania mocy optycznej wyjściowej modulatora w tym samym czasie, aby uzyskać dokładniejszą wartość napięcia półfalowego DC.
Metoda podwajania częstotliwości to metoda określania napięcia półfalowego poprzez obserwację przebiegu podwajania częstotliwości. Gdy przyłożone napięcie polaryzacji osiągnie określoną wartość, następuje zniekształcenie mnożenia częstotliwości, a zniekształcenie przebiegu nie jest zbyt zauważalne. Niełatwo jest je zaobserwować gołym okiem. W ten sposób nieuchronnie spowoduje to poważniejsze błędy, a tym, co mierzy, jest napięcie półfalowe RF modulatora elektrooptycznego.