引言
為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L的信息需求量,光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率日益提高。未來光通信網(wǎng)將向著超高速率、超大容量、超長距離、超高頻譜效率的光纖通信網(wǎng)絡發(fā)展。實現(xiàn)高速光通信,發(fā)射機是關(guān)鍵。高速光信號發(fā)射機主要由產(chǎn)生光載波的激光器,調(diào)制電信號產(chǎn)生裝置,及對光載波進行調(diào)制的高速電光調(diào)制器組成。相對其它類型的外調(diào)制器,鈮酸鋰電光調(diào)制器具有工作頻率寬、穩(wěn)定性好、消光比高、工作性能穩(wěn)定、調(diào)制速率高、啁啾小、易于耦合、制作工藝技術(shù)成熟等優(yōu)點,因而被廣泛應用于高速、大容量、長距離的光傳輸系統(tǒng)。
半波電壓是電光調(diào)制器一個極為關(guān)鍵的物理參數(shù),它表示了電光調(diào)制器輸出光強從最小值到最大值所對應的偏置電壓的改變量,它在很大程度上決定了電光調(diào)制器的性能。如何準確快捷地測量電光調(diào)制器的半波電壓對于優(yōu)化器件性能、提高器件使用效率具有重要意義。電光調(diào)制器的半波電壓包括直流(DC)半波電壓和射頻(RF)半波電壓。電光調(diào)制器的傳輸函數(shù)如下:
其中,Pout為電光調(diào)制器的輸出光功率;
Pin為電光調(diào)制器的輸入光功率;
IL為電光調(diào)制器的插入損耗;
現(xiàn)有的測量半波電壓的方法有極值法和倍頻法,分別可以測量出調(diào)制器的直流(DC)半波電壓和射頻(RF)半波電壓。
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倍頻法 |
實驗設備 |
激光光源 待測強度調(diào)制器 可調(diào)直流電源±15V 光功率計 |
激光光源 待測強度調(diào)制器 可調(diào)直流電源 示波器 信號源 (直流偏置器) |
測試時間 |
20min(測試多點) |
5min |
實驗優(yōu)點 |
容易實現(xiàn) |
測試相對準確 |
實驗缺點 |
時間長等因素,測試不準確 |
時間相對長 |
它們的工作原理如下:
(1)極值法
采用極值法測量電光調(diào)制器直流半波電壓,首先,在不加調(diào)制信號的情況下,通過測量直流偏壓與輸出光強變化,得到電光調(diào)制器的傳輸函數(shù)曲線,并從傳輸函數(shù)曲線上確定極大值點和極小值點,分別得到對應的直流電壓值Vmax,Vmin。最終,這兩個電壓值差即為電光調(diào)制器的半波電壓Vπ=Vmax-Vmin。
(2)倍頻法
采用倍頻法測量電光調(diào)制器射頻半波電壓時,將直流偏置電壓和交流調(diào)制信號同時加到電光調(diào)制器上。調(diào)節(jié)直流電壓,當輸出光強度被調(diào)節(jié)到極大值或極小值時,在雙蹤示波器上可以觀察到輸出的調(diào)制信號將出現(xiàn)倍頻失真。相鄰兩次倍頻失真所對應的直流電壓之差即為電光調(diào)制器的射頻(RF)半波電壓。
總結(jié):極值法和倍頻法從理論上講都是可以測量電光調(diào)制器的半波電壓的,但相比較而言,極值法所需的測量時間較長,較長時間的測量會因激光器輸出光功率波動而引起測量誤差。極值法需要以較小的步進值掃描直流偏壓并同時記錄調(diào)制器輸出光功率,才可能獲得較精確的直流半波電壓數(shù)值。
倍頻法是通過觀察倍頻波形測定半波電壓的方法。當所加偏壓到一定值時,出現(xiàn)的倍頻失真、波形失真的現(xiàn)象不是太明顯,也不太便于肉眼觀察。這樣,勢必會引起較大的誤差,并且它所測量的是電光調(diào)制器的射頻半波電壓。
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