Per satisfer la creixent demanda d'informació de la gent, la velocitat de transmissió dels sistemes de comunicació per fibra òptica augmenta dia a dia. La futura xarxa de comunicació òptica es desenvoluparà cap a una xarxa de comunicació per fibra òptica amb velocitat ultra alta, capacitat ultra gran, distància ultra llarga i eficiència d'espectre ultra alta. Un transmissor és fonamental. El transmissor de senyal òptic d'alta velocitat es compon principalment d'un làser que genera una portadora òptica, un dispositiu generador de senyal elèctric modulador i un modulador electroòptic d'alta velocitat que modula la portadora òptica. En comparació amb altres tipus de moduladors externs, els moduladors electroòptics de niobat de liti tenen els avantatges d'una àmplia freqüència de funcionament, bona estabilitat, alta relació d'extinció, rendiment de treball estable, alta velocitat de modulació, petit xirp, fàcil acoblament, tecnologia de producció madura, etc. S'utilitza àmpliament en sistemes de transmissió òptica d'alta velocitat, gran capacitat i llarga distància.
El voltatge de mitja ona és un paràmetre físic molt crític del modulador electroòptic. Representa el canvi en el voltatge de polarització corresponent a la intensitat de la llum de sortida del modulador electroòptic del mínim al màxim. Determina en gran mesura el modulador electroòptic. Com mesurar amb precisió i rapidesa el voltatge de mitja ona del modulador electroòptic és de gran importància per optimitzar el rendiment del dispositiu i millorar l'eficiència del dispositiu. El voltatge de mitja ona del modulador electroòptic inclou CC (mitja ona
voltatge i radiofreqüència) voltatge de mitja ona. La funció de transferència del modulador electroòptic és la següent:
Entre elles hi ha la potència òptica de sortida del modulador electroòptic;
és la potència òptica d'entrada del modulador;
És la pèrdua d'inserció del modulador electroòptic;
Els mètodes existents per mesurar el voltatge de mitja ona inclouen mètodes de generació de valor extrem i duplicació de freqüència, que poden mesurar el voltatge de mitja ona de corrent continu (CC) i el voltatge de mitja ona de radiofreqüència (RF) del modulador, respectivament.
Taula 1 Comparació de dos mètodes de prova de tensió de mitja ona
| Mètode de valor extrem | Mètode de duplicació de freqüència | |
| Equipament de laboratori | Font d'alimentació làser Modulador d'intensitat sota prova Font d'alimentació de CC ajustable ±15V Mesurador de potència òptica | Font de llum làser Modulador d'intensitat sota prova Font d'alimentació de CC ajustable Oscil·loscopi font de senyal (Polisió de CC) |
| temps de prova | 20 min() | 5 minuts |
| Avantatges experimentals | fàcil d'aconseguir | Prova relativament precisa Pot obtenir voltatge de mitja ona de CC i voltatge de mitja ona de RF alhora |
| Desavantatges experimentals | Molt de temps i altres factors, la prova no és precisa Prova directa de passatger Tensió de mitja ona de CC | Temps relativament llarg Factors com ara un gran error de judici de distorsió de forma d'ona, etc., fan que la prova no sigui precisa |
Funciona de la següent manera:
(1) Mètode de valor extrem
El mètode del valor extrem s'utilitza per mesurar el voltatge de mitja ona de CC del modulador electroòptic. Primer, sense el senyal de modulació, la corba de la funció de transferència del modulador electroòptic s'obté mesurant el voltatge de polarització de CC i el canvi d'intensitat de la llum de sortida, i a partir de la corba de la funció de transferència es determina el punt de valor màxim i el punt de valor mínim, i s'obtenen els valors de voltatge de CC corresponents Vmax i Vmin respectivament. Finalment, la diferència entre aquests dos valors de voltatge és el voltatge de mitja ona Vπ=Vmax-Vmin del modulador electroòptic.
(2) Mètode de duplicació de freqüència
S'utilitzava el mètode de duplicació de freqüència per mesurar el voltatge de mitja ona de RF del modulador electroòptic. Afegiu l'ordinador de polarització de CC i el senyal de modulació de CA al modulador electroòptic alhora per ajustar el voltatge de CC quan la intensitat de la llum de sortida canvia a un valor màxim o mínim. Al mateix temps, es pot observar a l'oscil·loscopi de doble traça que el senyal modulat de sortida mostrarà una distorsió de duplicació de freqüència. L'única diferència entre el voltatge de CC corresponent a dues distorsions de duplicació de freqüència adjacents és el voltatge de mitja ona de RF del modulador electroòptic.
Resum: Tant el mètode de valor extrem com el mètode de duplicació de freqüència poden mesurar teòricament el voltatge de mitja ona del modulador electroòptic, però en comparació, el mètode de valor potent requereix un temps de mesura més llarg, i el temps de mesura més llarg serà degut a que la potència òptica de sortida del làser fluctua i provoca errors de mesura. El mètode de valor extrem necessita escanejar el biaix de CC amb un valor de pas petit i registrar la potència òptica de sortida del modulador al mateix temps per obtenir un valor de voltatge de mitja ona de CC més precís.
El mètode de duplicació de freqüència és un mètode per determinar el voltatge de mitja ona observant la forma d'ona de duplicació de freqüència. Quan el voltatge de polarització aplicat arriba a un valor determinat, es produeix una distorsió de multiplicació de freqüència i la distorsió de la forma d'ona no és massa perceptible. No és fàcil d'observar a simple vista. D'aquesta manera, inevitablement causarà errors més significatius, i el que mesura és el voltatge de mitja ona de RF del modulador electroòptic.