Ihmisten kasvavan tiedontarpeen tyydyttämiseksi optisten kuituviestintäjärjestelmien siirtonopeus kasvaa päivä päivältä. Tulevaisuuden optinen viestintäverkko kehittyy kohti optista kuituviestintäverkkoa, jolla on erittäin suuri nopeus, erittäin suuri kapasiteetti, erittäin pitkä kantama ja erittäin korkea spektritehokkuus. Lähetin on kriittinen. Nopea optinen signaalilähetin koostuu pääasiassa laserista, joka tuottaa optisen kantoaallon, moduloivasta sähköisestä signaalintuottolaitteesta ja nopeasta sähköoptisesta modulaattorista, joka moduloi optista kantoaaltoa. Verrattuna muuntyyppisiin ulkoisiin modulaattoreihin, litiumniobaattisähköoptisilla modulaattoreilla on etuja, kuten laaja toimintataajuus, hyvä stabiilius, korkea ekstinktiosuhde, vakaa työteho, korkea modulointinopeus, pieni sirinä, helppo kytkentä, kypsä tuotantoteknologia jne. Sitä käytetään laajalti suurnopeus-, suurikapasiteettisissa ja pitkän matkan optisissa siirtojärjestelmissä.
Puoliaaltojännite on sähköoptisen modulaattorin erittäin kriittinen fysikaalinen parametri. Se edustaa sähköoptisen modulaattorin lähtövalon intensiteettiä vastaavan esijännitteen muutosta minimistä maksimiin. Se määrittää sähköoptisen modulaattorin suurelta osin. Sähköoptisen modulaattorin puoliaaltojännitteen tarkka ja nopea mittaaminen on erittäin tärkeää laitteen suorituskyvyn optimoimiseksi ja laitteen tehokkuuden parantamiseksi. Sähköoptisen modulaattorin puoliaaltojännite sisältää tasavirran (puoliaalto
jännite ja radiotaajuus) puoliaaltojännite. Sähköoptisen modulaattorin siirtofunktio on seuraava:
Niiden joukossa on sähköoptisen modulaattorin lähtöteho;
Onko modulaattorin tulon optinen teho;
Onko sähköoptisen modulaattorin väliinkytkentähäviö?
Olemassa olevia puoliaaltojännitteen mittausmenetelmiä ovat ääriarvon generointi- ja taajuuden kaksinkertaistamismenetelmät, joilla voidaan mitata modulaattorin tasavirran (DC) puoliaaltojännitettä ja radiotaajuuden (RF) puoliaaltojännitettä.
Taulukko 1 Kahden puoliaallon jännitteen mittausmenetelmän vertailu
| Äärimmäisen arvon menetelmä | Taajuuden kaksinkertaistamismenetelmä | |
| Laboratoriolaitteet | Laservirtalähde Testattava intensiteettimodulaattori Säädettävä tasavirtalähde ±15V Optinen tehomittari | Laservalonlähde Testattava intensiteettimodulaattori Säädettävä tasavirtalähde Oskilloskooppi signaalilähde (DC-esijännitys) |
| testausaika | 20 minuuttia() | 5 minuuttia |
| Kokeelliset edut | helppo toteuttaa | Suhteellisen tarkka testi Voi saada samanaikaisesti DC-puoliaaltojännitteen ja RF-puoliaaltojännitteen |
| Kokeelliset haitat | Pitkä aika ja muut tekijät, testi ei ole tarkka Suora matkustajakoe DC-puoliaaltojännite | Suhteellisen pitkä aika Tekijät, kuten suuri aaltomuodon vääristymän arviointivirhe jne., eivät ole tarkkoja |
Se toimii seuraavasti:
(1) Ääriarvomenetelmä
Ääriarvomenetelmää käytetään sähköoptisen modulaattorin tasavirtapuoliaaltojännitteen mittaamiseen. Ensin, ilman modulointisignaalia, sähköoptisen modulaattorin siirtofunktiokäyrä saadaan mittaamalla tasavirtajännite ja lähtövalon intensiteetin muutos. Siirtofunktiokäyrästä määritetään maksimi- ja minimiarvopisteet ja saadaan vastaavat tasavirtajännitearvot Vmax ja Vmin. Lopuksi näiden kahden jännitearvon välinen erotus on sähköoptisen modulaattorin puoliaaltojännite Vπ = Vmax - Vmin.
(2) Taajuuden kaksinkertaistamismenetelmä
Siinä käytettiin taajuuden kaksinkertaistamismenetelmää sähköoptisen modulaattorin RF-puoliaaltojännitteen mittaamiseen. Sähköoptiseen modulaattoriin syötettiin samanaikaisesti DC-esijännitetietokone ja AC-modulaatiosignaali tasajännitteen säätämiseksi, kun lähtövalon intensiteettiä muutettiin maksimi- tai minimiarvoon. Samanaikaisesti kaksoisjälkioskilloskoopilla voidaan havaita, että lähtömoduloidussa signaalissa näkyy taajuuden kaksinkertaistumistarpeita. Kahden vierekkäisen taajuuden kaksinkertaistamistarpeiden tasajännitteiden ainoa ero on sähköoptisen modulaattorin RF-puoliaaltojännite.
Yhteenveto: Sekä ääriarvomenetelmä että taajuuden kaksinkertaistamismenetelmä voivat teoriassa mitata sähköoptisen modulaattorin puoliaallon jännitteen, mutta vertailun vuoksi tehokas arvomenetelmä vaatii pidemmän mittausajan, ja pidempi mittausaika johtuu laserin lähtötehon vaihteluista, jotka aiheuttavat mittausvirheitä. Äärimmäinen arvomenetelmä vaatii DC-esijännityksen skannaamisen pienellä askelarvolla ja modulaattorin lähtötehon tallentamisen samanaikaisesti, jotta saadaan tarkempi DC-puoliaallon jännitteen arvo.
Taajuuden kaksinkertaistamismenetelmä on menetelmä, jossa puoliaaltojännite määritetään tarkkailemalla taajuuden kaksinkertaistamisaallon muotoa. Kun käytetty esijännite saavuttaa tietyn arvon, tapahtuu taajuuden moninkertaistamisvääristymä, eikä aaltomuodon vääristymä ole kovin havaittava. Sitä ei ole helppo havaita paljaalla silmällä. Tällä tavoin se aiheuttaa väistämättä merkittävämpiä virheitä, ja se mittaa sähköoptisen modulaattorin RF-puoliaaltojännitettä.