Pentru a satisface cererea tot mai mare de informații a oamenilor, rata de transmisie a sistemelor de comunicații prin fibră optică crește zi de zi. Viitoarea rețea de comunicații optice se va dezvolta către o rețea de comunicații prin fibră optică cu viteză ultra-înaltă, capacitate ultra-mare, distanță ultra-lungă și eficiență spectrală ultra-înaltă. Un transmițător este esențial. Transmițătorul de semnal optic de mare viteză este compus în principal dintr-un laser care generează o purtătoare optică, un dispozitiv de generare a semnalului electric modulator și un modulator electro-optic de mare viteză care modulează purtătoarea optică. Comparativ cu alte tipuri de modulatoare externe, modulatoarele electro-optice cu niobat de litiu au avantajele unei frecvențe de funcționare largi, stabilității bune, raportului de extincție ridicat, performanței de lucru stabile, ratei de modulație ridicate, ciripitului mic, cuplajului ușor, tehnologiei de producție mature etc. Este utilizat pe scară largă în sisteme de transmisie optică de mare viteză, capacitate mare și distanță lungă.
Tensiunea pe jumătate de undă este un parametru fizic extrem de important al modulatorului electro-optic. Reprezintă modificarea tensiunii de polarizare corespunzătoare intensității luminoase de ieșire a modulatorului electro-optic de la minim la maxim. Determină în mare măsură modulatorul electro-optic. Modul de măsurare precisă și rapidă a tensiunii pe jumătate de undă a modulatorului electro-optic este de mare importanță pentru optimizarea performanței dispozitivului și îmbunătățirea eficienței acestuia. Tensiunea pe jumătate de undă a modulatorului electro-optic include curent continuu (semi-undă)
tensiune și radiofrecvență) tensiune pe jumătate de undă. Funcția de transfer a modulatorului electro-optic este următoarea:
Printre acestea se numără puterea optică de ieșire a modulatorului electro-optic;
este puterea optică de intrare a modulatorului;
este pierderea de inserție a modulatorului electro-optic;
Metodele existente pentru măsurarea tensiunii în jumătate de undă includ metode de generare a valorilor extreme și de dublare a frecvenței, care pot măsura tensiunea în jumătate de undă de curent continuu (CC) și respectiv tensiunea în jumătate de undă de radiofrecvență (RF) a modulatorului.
Tabelul 1 Comparație între două metode de testare a tensiunii în jumătate de undă
| Metoda valorii extreme | Metoda de dublare a frecvenței | |
| Echipamente de laborator | Sursă de alimentare cu laser Modulatorul de intensitate testat Sursă de alimentare DC reglabilă ±15V Contor de putere optică | Sursă de lumină laser Modulatorul de intensitate testat Sursă de alimentare DC reglabilă Osciloscop sursă de semnal (Politicare CC) |
| timp de testare | 20 min() | 5 minute |
| Avantaje experimentale | ușor de realizat | Test relativ precis Poate obține simultan tensiune DC pe jumătate de undă și tensiune RF pe jumătate de undă |
| Dezavantaje experimentale | Din cauza timpului lung și a altor factori, testul nu este precis. Test direct pentru pasageri cu tensiune de undă continuă pe jumătate | Timp relativ lung Factori precum eroarea de judecată cu distorsiune mare a formei de undă etc., testul nu este precis |
Funcționează după cum urmează:
(1) Metoda valorilor extreme
Metoda valorilor extreme este utilizată pentru a măsura tensiunea continuă pe jumătate de undă a modulatorului electro-optic. Mai întâi, fără semnalul de modulație, curba funcției de transfer a modulatorului electro-optic se obține prin măsurarea tensiunii de polarizare continuă și a modificării intensității luminii de ieșire, iar din curba funcției de transfer se determină punctul de valoare maximă și punctul de valoare minimă și se obțin valorile corespunzătoare ale tensiunii continue Vmax și respectiv Vmin. În final, diferența dintre aceste două valori de tensiune este tensiunea pe jumătate de undă Vπ = Vmax - Vmin a modulatorului electro-optic.
(2) Metoda de dublare a frecvenței
S-a folosit metoda de dublare a frecvenței pentru a măsura tensiunea RF pe jumătate de undă a modulatorului electro-optic. Se adaugă simultan computerul de polarizare DC și semnalul de modulație AC la modulatorul electro-optic pentru a ajusta tensiunea DC atunci când intensitatea luminii de ieșire este modificată la o valoare maximă sau minimă. În același timp, se poate observa pe osciloscopul cu dublă urmă că semnalul modulat de ieșire va prezenta o distorsiune de dublare a frecvenței. Singura diferență dintre tensiunea DC corespunzătoare a două distorsiuni adiacente de dublare a frecvenței este tensiunea RF pe jumătate de undă a modulatorului electro-optic.
Rezumat: Atât metoda valorilor extreme, cât și metoda dublării frecvenței pot măsura teoretic tensiunea pe jumătate de undă a modulatorului electro-optic, dar, pentru comparație, metoda valorilor puternice necesită un timp de măsurare mai lung, iar timpul de măsurare mai lung se va datora faptului că puterea optică de ieșire a laserului fluctuează și provoacă erori de măsurare. Metoda valorilor extreme trebuie să scaneze polarizarea continuă cu o valoare pas mic și să înregistreze simultan puterea optică de ieșire a modulatorului pentru a obține o valoare a tensiunii continue pe jumătate de undă mai precisă.
Metoda de dublare a frecvenței este o metodă de determinare a tensiunii pe jumătate de undă prin observarea formei de undă de dublare a frecvenței. Atunci când tensiunea de polarizare aplicată atinge o anumită valoare, apare o distorsiune a multiplicării frecvenței, iar distorsiunea formei de undă nu este prea sesizabilă. Nu este ușor de observat cu ochiul liber. În acest fel, va cauza inevitabil erori mai semnificative, iar ceea ce măsoară este tensiunea RF pe jumătate de undă a modulatorului electro-optic.