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 felszerelés | 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. megkapjuk 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.