Um den steigenden Informationsbedarf der Menschen zu decken, erhöht sich die Übertragungsrate von Glasfaser-Kommunikationssystemen von Tag zu Tag. Das zukünftige optische Kommunikationsnetz wird sich zu einem Glasfaser-Kommunikationsnetz mit ultrahoher Geschwindigkeit, extrem großer Kapazität, extrem großer Entfernung und ultrahoher Spektrumseffizienz entwickeln. Ein Sender ist entscheidend. Der optische Hochgeschwindigkeitssignalsender besteht hauptsächlich aus einem Laser, der einen optischen Träger erzeugt, einer modulierenden elektrischen Signalerzeugungsvorrichtung und einem elektrooptischen Hochgeschwindigkeitsmodulator, der den optischen Träger moduliert. Im Vergleich zu anderen Arten externer Modulatoren bieten elektrooptische Lithiumniobat-Modulatoren die Vorteile einer breiten Betriebsfrequenz, einer guten Stabilität, eines hohen Extinktionsverhältnisses, einer stabilen Arbeitsleistung, einer hohen Modulationsrate, eines kleinen Chirps, einer einfachen Kopplung, einer ausgereiften Produktionstechnologie usw. Es wird häufig in optischen Hochgeschwindigkeits-, Großkapazitäts- und Fernübertragungssystemen eingesetzt.
Die Halbwellenspannung ist ein äußerst kritischer physikalischer Parameter des elektrooptischen Modulators. Sie stellt die Änderung der Vorspannung entsprechend der Ausgangslichtintensität des elektrooptischen Modulators vom Minimum zum Maximum dar. Es bestimmt maßgeblich den elektrooptischen Modulator. Die genaue und schnelle Messung der Halbwellenspannung des elektrooptischen Modulators ist von großer Bedeutung für die Optimierung der Geräteleistung und die Verbesserung der Effizienz des Geräts. Die Halbwellenspannung des elektrooptischen Modulators umfasst Gleichstrom (Halbwelle).
Spannung und Hochfrequenz) Halbwellenspannung. Die Übertragungsfunktion des elektrooptischen Modulators ist wie folgt:
Dazu gehört die optische Ausgangsleistung des elektrooptischen Modulators;
Ist die optische Eingangsleistung des Modulators;
Ist die Einfügungsdämpfung des elektrooptischen Modulators;
Zu den bestehenden Methoden zur Messung der Halbwellenspannung gehören Extremwerterzeugungs- und Frequenzverdopplungsmethoden, mit denen die Halbwellenspannung des Gleichstroms (DC) bzw. die Halbwellenspannung der Hochfrequenz (RF) des Modulators gemessen werden kann.
Tabelle 1 Vergleich zweier Halbwellenspannungsprüfmethoden
| Extremwertmethode | Methode der Frequenzverdopplung | |
| Laborausrüstung | Laser-Stromversorgung Intensitätsmodulator im Test Einstellbare Gleichstromversorgung ±15 V Optischer Leistungsmesser | Laserlichtquelle Intensitätsmodulator im Test Einstellbare Gleichstromversorgung Oszilloskop Signalquelle (DC-Bias) |
| Testzeit | 20min() | 5min |
| Experimentelle Vorteile | einfach zu bewerkstelligen | Relativ genauer Test Kann gleichzeitig eine Halbwellen-Gleichspannung und eine Halbwellen-HF-Spannung erhalten |
| Experimentelle Nachteile | Aufgrund der langen Zeit und anderer Faktoren ist der Test nicht genau Direkte Passagiertest-DC-Halbwellenspannung | Relativ lange Zeit Aufgrund von Faktoren wie großen Wellenformverzerrungen, Beurteilungsfehlern usw. ist der Test nicht genau |
Es funktioniert wie folgt:
(1) Extremwertmethode
Zur Messung der Halbwellengleichspannung des elektrooptischen Modulators wird die Extremwertmethode verwendet. Ohne das Modulationssignal wird zunächst die Übertragungsfunktionskurve des elektrooptischen Modulators durch Messen der Gleichvorspannung und der Änderung der Ausgangslichtintensität erhalten und aus der Übertragungsfunktionskurve der Maximalwertpunkt und der Minimalwertpunkt bestimmt Erhalten Sie die entsprechenden Gleichspannungswerte Vmax bzw. Vmin. Die Differenz zwischen diesen beiden Spannungswerten ist schließlich die Halbwellenspannung Vπ = Vmax – Vmin des elektrooptischen Modulators.
(2) Frequenzverdopplungsmethode
Zur Messung der HF-Halbwellenspannung des elektrooptischen Modulators wurde die Frequenzverdopplungsmethode verwendet. Fügen Sie dem elektrooptischen Modulator gleichzeitig den DC-Bias-Computer und das AC-Modulationssignal hinzu, um die DC-Spannung anzupassen, wenn die Intensität des Ausgangslichts auf einen maximalen oder minimalen Wert geändert wird. Gleichzeitig kann auf dem Dual-Trace-Oszilloskop beobachtet werden, dass das ausgegebene modulierte Signal eine Frequenzverdopplungsverzerrung aufweist. Der einzige Unterschied der Gleichspannung, der zwei benachbarten Frequenzverdopplungsverzerrungen entspricht, ist die HF-Halbwellenspannung des elektrooptischen Modulators.
Zusammenfassung: Sowohl die Extremwertmethode als auch die Frequenzverdopplungsmethode können theoretisch die Halbwellenspannung des elektrooptischen Modulators messen. Zum Vergleich: Die leistungsstarke Wertmethode erfordert eine längere Messzeit, und die längere Messzeit ist darauf zurückzuführen Die optische Ausgangsleistung des Lasers schwankt und führt zu Messfehlern. Bei der Extremwertmethode muss die DC-Vorspannung mit einem kleinen Schrittwert abgetastet und gleichzeitig die optische Ausgangsleistung des Modulators aufgezeichnet werden, um einen genaueren DC-Halbwellenspannungswert zu erhalten.
Die Frequenzverdopplungsmethode ist eine Methode zur Bestimmung der Halbwellenspannung durch Beobachtung der Frequenzverdopplungswellenform. Wenn die angelegte Vorspannung einen bestimmten Wert erreicht, kommt es zu einer Frequenzmultiplikationsverzerrung, und die Wellenformverzerrung ist nicht allzu auffällig. Mit bloßem Auge ist es nicht leicht zu beobachten. Auf diese Weise werden unweigerlich größere Fehler verursacht, und es wird die HF-Halbwellenspannung des elektrooptischen Modulators gemessen.