Щоб задовольнити зростаючий попит людей на інформацію, швидкість передачі волоконно-оптичних систем зв’язку зростає з кожним днем. Майбутня мережа оптичного зв'язку розвиватиметься в напрямку волоконно-оптичної мережі зв'язку з надвисокою швидкістю, надвеликою пропускною спроможністю, надвеликою відстанню та надвисокою ефективністю використання спектра. Передавач є критичним. Високошвидкісний передавач оптичного сигналу в основному складається з лазера, який генерує оптичний носій, модулюючого пристрою генерації електричного сигналу та високошвидкісного електрооптичного модулятора, який модулює оптичний носій. Порівняно з іншими типами зовнішніх модуляторів, електрооптичні модулятори з ніобату літію мають такі переваги, як широка робоча частота, хороша стабільність, високий коефіцієнт вимирання, стабільна робоча продуктивність, висока швидкість модуляції, малий чирп, легке з’єднання, зріла технологія виробництва тощо. Це широко використовується у високошвидкісних системах оптичної передачі великої ємності та на великі відстані.
Напруга напівхвилі є дуже критичним фізичним параметром електрооптичного модулятора. Він являє собою зміну напруги зміщення, що відповідає інтенсивності вихідного світла електрооптичного модулятора, від мінімуму до максимуму. Це значною мірою визначає електрооптичний модулятор. Те, як точно і швидко виміряти напругу напівхвилі електрооптичного модулятора, має велике значення для оптимізації продуктивності пристрою та підвищення ефективності пристрою. Напівхвильова напруга електрооптичного модулятора включає постійний струм (півхвильовий
напруга і радіочастота) напівхвилі напруги. Передатна функція електрооптичного модулятора така:
Серед них вихідна оптична потужність електрооптичного модулятора;
- вхідна оптична потужність модулятора;
Є внесені втрати електрооптичного модулятора;
Існуючі методи вимірювання напівхвилі напруги включають генерацію екстремальних значень і методи подвоєння частоти, які можуть вимірювати напругу напівхвилі постійного струму (DC) і напругу напівхвилі радіочастоти (RF) модулятора відповідно.
Таблиця 1. Порівняння двох методів випробування напівхвильовою напругою
| Метод екстремального значення | Метод подвоєння частоти | |
| Лабораторне обладнання | Джерело живлення лазера Випробовуваний модулятор інтенсивності Регульоване джерело живлення постійного струму ±15 В Вимірювач оптичної потужності | Джерело лазерного світла Випробовуваний модулятор інтенсивності Регульоване джерело живлення постійного струму Осцилограф джерело сигналу (DC Bias) |
| час тестування | 20 хв() | 5 хв |
| Експериментальні переваги | легко виконати | Відносно точний тест Можна отримати напівхвильову напругу постійного струму та напівхвильову напругу ВЧ одночасно |
| Експериментальні недоліки | Тривалий час та інші фактори, тест не є точним Прямий пасажирський тест напівхвильової напруги постійного струму | Відносно довго Такі фактори, як велике спотворення форми сигналу, помилка судження тощо, тест є неточним |
Він працює наступним чином:
(1) Метод екстремального значення
Метод екстремуму використовується для вимірювання напруги напівхвилі постійного струму електрооптичного модулятора. По-перше, без сигналу модуляції, крива функції передачі електрооптичного модулятора отримується шляхом вимірювання напруги зміщення постійного струму та зміни інтенсивності вихідного світла, а з кривої функції передачі визначається точка максимального значення та точка мінімального значення, і отримати відповідні значення напруги постійного струму Vmax і Vmin відповідно. Нарешті, різниця між цими двома значеннями напруги є напругою півхвилі Vπ=Vmax-Vmin електрооптичного модулятора.
(2) Метод подвоєння частоти
Він використовував метод подвоєння частоти для вимірювання радіочастотної напівхвилі електрооптичного модулятора. Одночасно додайте комп’ютер зміщення постійного струму та сигнал модуляції змінного струму до електрооптичного модулятора, щоб налаштувати напругу постійного струму, коли інтенсивність вихідного світла змінюється на максимальне або мінімальне значення. У той же час, на осцилографі з подвійною трасою можна спостерігати, що вихідний модульований сигнал матиме подвоєння частоти. Єдиною різницею напруги постійного струму, що відповідає двом суміжним спотворенням подвоєння частоти, є РЧ напруга напівхвилі електрооптичного модулятора.
Резюме: як метод екстремального значення, так і метод подвоєння частоти теоретично можуть виміряти напівхвилю напруги електрооптичного модулятора, але для порівняння, метод потужного значення вимагає більшого часу вимірювання, а довший час вимірювання буде пов’язано з Вихідна оптична потужність лазера коливається і спричиняє помилки вимірювання. Метод екстремальних значень потребує сканування зміщення постійного струму з малим значенням кроку та одночасного запису вихідної оптичної потужності модулятора, щоб отримати більш точне значення напівхвилі постійного струму.
Метод подвоєння частоти — це метод визначення напруги півхвилі шляхом спостереження за формою хвилі подвоєння частоти. Коли прикладена напруга зсуву досягає певного значення, виникає спотворення множення частоти, і спотворення форми сигналу не надто помітне. Це непросто спостерігати неозброєним оком. Таким чином, він неминуче спричинить більш значні похибки, і те, що він вимірює, це РЧ напруга півхвилі електрооптичного модулятора.