Az emberek növekvő információigényének kielégítése érdekében az optikai szálas kommunikációs rendszerek átviteli sebessége napról napra növekszik. A jövő optikai kommunikációs hálózata egy ultra-nagy sebességű, rendkívül nagy kapacitású, ultra-nagy távolságú és ultra-nagy spektrumú hatékonyságú optikai szálas kommunikációs hálózat felé fog fejlődni. A jeladó kritikus. A nagy sebességű optikai jeladó főként egy optikai vivőt előállító lézerből, egy moduláló elektromos jelgeneráló eszközből és egy nagy sebességű elektro-optikai modulátorból áll, amely modulálja az optikai vivőt. Más típusú külső modulátorokkal összehasonlítva a lítium-niobát elektro-optikai modulátorok előnye a széles működési frekvencia, a jó stabilitás, a magas kioltási arány, a stabil működés, a magas modulációs ráta, a kis csipogás, az egyszerű csatolás, a kiforrott gyártási technológia stb. széles körben használják nagy sebességű, nagy kapacitású és nagy távolságú optikai átviteli rendszerekben.
A félhullám feszültség az elektrooptikai modulátor rendkívül kritikus fizikai paramétere. Az elektrooptikai modulátor kimeneti fényintenzitásának megfelelő előfeszítési feszültség változását jelenti a minimumról a maximumra. Ez nagymértékben meghatározza az elektrooptikai modulátort. Az elektrooptikai modulátor félhullámú feszültségének pontos és gyors mérése nagy jelentőséggel bír az eszköz teljesítményének optimalizálása és a készülék hatékonyságának javítása szempontjából. Az elektrooptikai modulátor félhullám feszültsége DC-t (félhullámú
feszültség és rádiófrekvencia) félhullám feszültség. Az elektrooptikai modulátor átviteli funkciója a következő:
Ezek közé tartozik az elektrooptikai modulátor kimeneti optikai teljesítménye;
A modulátor bemeneti optikai teljesítménye;
Az elektrooptikai modulátor beillesztési vesztesége;
A félhullám feszültség mérésére a létező módszerek közé tartoznak az extrém érték generálás és a frekvencia megkettőzés módszerei, amelyekkel a modulátor egyenáramú (DC) félhullám feszültsége, illetve rádiófrekvenciás (RF) félhullám feszültsége mérhető.
1. táblázat Két félhullámú feszültségvizsgálati módszer összehasonlítása
| Extrém értékű módszer | Frekvenciaduplázó módszer | |
| Laboratóriumi berendezések | Lézeres tápegység Intenzitás modulátor tesztelés alatt Állítható DC tápegység ±15V Optikai teljesítménymérő | Lézeres fényforrás Intenzitás modulátor tesztelés alatt Állítható DC tápegység Oszcilloszkóp jelforrás (DC torzítás) |
| tesztelési idő | 20 perc () | 5 perc |
| Kísérleti előnyök | könnyen megvalósítható | Viszonylag pontos teszt Egyenáramú félhullám feszültség és RF félhullám feszültség egyidejűleg érhető el |
| Kísérleti hátrányok | Hosszú idő és egyéb tényezők miatt a teszt nem pontos Közvetlen utas teszt DC félhullám feszültség | Viszonylag hosszú ideig Olyan tényezők, mint például a nagy hullámforma-torzítási ítéleti hiba stb., a teszt nem pontos |
A következőképpen működik:
(1) Extrém érték módszer
Az elektrooptikai modulátor egyenáramú félhullám feszültségének mérésére a szélsőérték módszert alkalmazzák. Először a modulációs jel nélkül az elektrooptikai modulátor átviteli függvény görbéjét kapjuk meg a DC előfeszítési feszültség és a kimeneti fény intenzitás változásának mérésével, majd az átviteli függvény görbéből Határozzuk meg a maximális érték pontot és a minimális érték pontot, ill. kapjuk meg a megfelelő Vmax és Vmin egyenfeszültség értékeket. Végül a két feszültségérték közötti különbség az elektrooptikai modulátor Vπ=Vmax-Vmin félhullám feszültsége.
(2) Frekvencia-kettőzés módszere
Az elektrooptikai modulátor RF félhullám feszültségének mérésére a frekvencia megkettőzés módszerét alkalmazta. Adja hozzá az egyenáramú előfeszítő számítógépet és a váltóáramú modulációs jelet az elektrooptikai modulátorhoz egyidejűleg az egyenfeszültség beállításához, amikor a kimeneti fény intenzitása maximális vagy minimális értékre változik. Ugyanakkor a dual-trace oszcilloszkópon megfigyelhető, hogy a kimenő modulált jel frekvenciakétszerező torzítást fog mutatni. A két szomszédos frekvencia-duplázási torzításnak megfelelő egyenfeszültség egyetlen különbsége az elektrooptikai modulátor RF félhullám feszültsége.
Összegzés: Mind a szélsőérték-módszer, mind a frekvenciakettőzés módszere elméletileg képes mérni az elektrooptikai modulátor félhullámú feszültségét, de összehasonlításképpen az erős értékmódszer hosszabb mérési időt igényel, és a hosszabb mérési idő a A lézer kimeneti optikai teljesítménye ingadozik és mérési hibákat okoz. Az extrém értékű módszernek egy kis lépésértékkel le kell pásztáznia a DC előfeszítést, és egyidejűleg rögzítenie kell a modulátor kimeneti optikai teljesítményét, hogy pontosabb egyenáramú félhullám feszültségértéket kapjon.
A frekvenciakettőzés módszere a félhullám feszültség meghatározásának módszere a frekvenciakettőző hullámforma megfigyelésével. Amikor az alkalmazott előfeszítő feszültség elér egy adott értéket, frekvenciaszorzó torzulás lép fel, és a hullámforma torzítása nem túl észrevehető. Nem könnyű szabad szemmel megfigyelni. Ily módon elkerülhetetlenül jelentősebb hibákat fog okozni, és amit mér, az az elektrooptikai modulátor RF félhullám feszültsége.