Om te voldoen aan de toenemende vraag van mensen naar informatie, neemt de transmissiesnelheid van glasvezelcommunicatiesystemen met de dag toe. Het toekomstige optische communicatienetwerk zal zich ontwikkelen tot een glasvezelcommunicatienetwerk met ultrahoge snelheid, ultragrote capaciteit, ultralange afstanden en ultrahoge spectrumefficiëntie. Een zender is cruciaal. De hogesnelheidszender voor optische signalen bestaat voornamelijk uit een laser die een optische draaggolf genereert, een modulerend elektrisch signaalgenerator en een hogesnelheids elektro-optische modulator die de optische draaggolf moduleert. Vergeleken met andere typen externe modulatoren hebben lithiumniobaat elektro-optische modulatoren de voordelen van een brede werkfrequentie, goede stabiliteit, hoge extinctieverhouding, stabiele werkprestaties, hoge modulatiesnelheid, lage chirp, eenvoudige koppeling, volwassen productietechnologie, enz. Het wordt veel gebruikt in optische transmissiesystemen met hoge snelheid, grote capaciteit en lange afstanden.
De halvegolfspanning is een zeer kritische fysische parameter van de elektro-optische modulator. Deze vertegenwoordigt de verandering in de biasspanning die overeenkomt met de lichtintensiteit van de elektro-optische modulator van minimaal naar maximaal. Deze bepaalt in grote mate de werking van de elektro-optische modulator. Het nauwkeurig en snel meten van de halvegolfspanning van de elektro-optische modulator is van groot belang voor het optimaliseren van de prestaties en het verbeteren van de efficiëntie van het apparaat. De halvegolfspanning van de elektro-optische modulator omvat DC (halvegolfspanning).
(spanning en radiofrequentie) halve golfspanning. De overdrachtsfunctie van de elektro-optische modulator is als volgt:
Daaronder valt het optische uitgangsvermogen van de elektro-optische modulator;
Is het optische ingangsvermogen van de modulator;
Is het invoegingsverlies van de elektro-optische modulator;
Bestaande methoden voor het meten van halve-golfspanning omvatten extreme waardegeneratie en frequentieverdubbelingsmethoden, waarmee respectievelijk de halve-golfspanning van de gelijkstroom (DC) en de halve-golfspanning van de radiofrequentie (RF) van de modulator kunnen worden gemeten.
Tabel 1 Vergelijking van twee testmethoden voor halve-golfspanning
| Extreme waardemethode | Frequentieverdubbelingsmethode | |
| Laboratoriumapparatuur | Laservoeding Intensiteitsmodulator onder test Instelbare DC-voeding ±15V Optische vermogensmeter | Laserlichtbron Intensiteitsmodulator onder test Instelbare DC-voeding Oscilloscoop signaalbron (DC-vooroordeel) |
| testtijd | 20 minuten() | 5 minuten |
| Experimentele voordelen | gemakkelijk te realiseren | Relatief nauwkeurige test Kan tegelijkertijd een DC-halfgolfspanning en een RF-halfgolfspanning verkrijgen |
| Experimentele nadelen | Door de lange tijd en andere factoren is de test niet nauwkeurig Directe passagierstest DC-halvegolfspanning | Relatief lange tijd Factoren zoals een grote fout in het beoordelen van de vervorming van de golfvorm, enz. zorgen ervoor dat de test niet nauwkeurig is |
Het werkt als volgt:
(1) Extreme waardemethode
De extreme-waardemethode wordt gebruikt om de halve gelijkspanning van de elektro-optische modulator te meten. Eerst wordt, zonder modulatiesignaal, de overdrachtsfunctiecurve van de elektro-optische modulator verkregen door de gelijkspanning en de verandering in de uitgangslichtintensiteit te meten. Uit de overdrachtsfunctiecurve worden vervolgens de maximale en minimale waarden bepaald en de bijbehorende gelijkspanningswaarden Vmax en Vmin bepaald. Ten slotte is het verschil tussen deze twee spanningswaarden de halve gelijkspanning Vπ=Vmax-Vmin van de elektro-optische modulator.
(2) Frequentieverdubbelingsmethode
De frequentieverdubbelingsmethode werd gebruikt om de RF-halvegolfspanning van de elektro-optische modulator te meten. Voeg tegelijkertijd het DC-bias-computersignaal en het AC-modulatiesignaal toe aan de elektro-optische modulator om de DC-spanning aan te passen wanneer de uitgangslichtintensiteit een maximum- of minimumwaarde bereikt. Tegelijkertijd is op de dual-trace oscilloscoop te zien dat het gemoduleerde uitgangssignaal frequentieverdubbeling vertoont. Het enige verschil in de DC-spanning dat overeenkomt met twee aangrenzende frequentieverdubbelingsvervormingen is de RF-halvegolfspanning van de elektro-optische modulator.
Samenvatting: Zowel de extreme-waardemethode als de frequentieverdubbelingsmethode kunnen theoretisch de halve-golfspanning van de elektro-optische modulator meten. Ter vergelijking: de krachtige-waardemethode vereist een langere meettijd. De langere meettijd is te wijten aan het feit dat het optische uitgangsvermogen van de laser fluctueert en meetfouten veroorzaakt. De extreme-waardemethode moet de DC-bias met een kleine stapwaarde scannen en tegelijkertijd het optische uitgangsvermogen van de modulator registreren om een nauwkeurigere DC-halve-golfspanningswaarde te verkrijgen.
De frequentieverdubbelingsmethode is een methode om de halvegolfspanning te bepalen door de frequentieverdubbelingsgolfvorm te observeren. Wanneer de aangelegde biasspanning een bepaalde waarde bereikt, treedt er frequentievermenigvuldigingsvervorming op en is de golfvormvervorming nauwelijks merkbaar. Deze is niet gemakkelijk met het blote oog waar te nemen. Op deze manier zal het onvermijdelijk leiden tot grotere fouten, en wat gemeten wordt, is de RF-halvegolfspanning van de elektro-optische modulator.