Aby sa uspokojil rastúci dopyt ľudí po informáciách, prenosová rýchlosť optických komunikačných systémov sa deň čo deň zvyšuje. Budúca optická komunikačná sieť sa bude vyvíjať smerom k optickej komunikačnej sieti s ultra vysokou rýchlosťou, ultra veľkou kapacitou, ultra dlhými vzdialenosťami a ultra vysokou spektrálnou účinnosťou. Vysielač je kritický. Vysielač vysokorýchlostného optického signálu sa skladá hlavne z laseru, ktorý generuje optický nosič, modulačného zariadenia generujúceho elektrický signál a vysokorýchlostného elektrooptického modulátora, ktorý moduluje optický nosič. V porovnaní s inými typmi externých modulátorov majú elektrooptické modulátory na báze niobátu lítia výhody širokej prevádzkovej frekvencie, dobrej stability, vysokého extinkčného pomeru, stabilného pracovného výkonu, vysokej modulačnej rýchlosti, malého cvrlikania, jednoduchého prepojenia, vyspelej výrobnej technológie atď. Široko sa používajú vo vysokorýchlostných, veľkokapacitných a diaľkových optických prenosových systémoch.
Polvlnové napätie je veľmi dôležitý fyzikálny parameter elektrooptického modulátora. Predstavuje zmenu predpätia zodpovedajúceho výstupnej intenzite svetla elektrooptického modulátora od minima po maximum. Do veľkej miery určuje elektrooptický modulátor. Presné a rýchle meranie polvlnného napätia elektrooptického modulátora má veľký význam pre optimalizáciu výkonu zariadenia a zlepšenie jeho účinnosti. Polvlnové napätie elektrooptického modulátora zahŕňa jednosmerný prúd (polvlnový prúd
polvlnné napätie (napätie a rádiofrekvencia). Prenosová funkcia elektrooptického modulátora je nasledovná:
Medzi nimi je výstupný optický výkon elektrooptického modulátora;
je vstupný optický výkon modulátora;
Je vložený útlm elektrooptického modulátora;
Existujúce metódy merania polvlnného napätia zahŕňajú metódy generovania extrémnych hodnôt a zdvojnásobovania frekvencie, ktoré dokážu merať polvlnové napätie jednosmerného prúdu (DC) a polvlnové napätie rádiofrekvenčného (RF) modulátora.
Tabuľka 1 Porovnanie dvoch metód testovania polvlnného napätia
| Metóda extrémnych hodnôt | Metóda zdvojnásobenia frekvencie | |
| Laboratórne vybavenie | Napájanie laseru Testovaný modulátor intenzity Nastaviteľný jednosmerný zdroj napájania ±15V Optický merač výkonu | Zdroj laserového svetla Testovaný modulátor intenzity Nastaviteľný jednosmerný zdroj napájania Osciloskop zdroj signálu (DC Bias) |
| čas testovania | 20 minút() | 5 minút |
| Experimentálne výhody | ľahko dosiahnuteľné | Relatívne presný test Súčasne je možné získať jednosmerné polvlnové napätie a vysokofrekvenčné polvlnové napätie |
| Experimentálne nevýhody | Dlhý čas a ďalšie faktory, test nie je presný Priama skúška jednosmerného polvlnného napätia pre cestujúcich | Relatívne dlhý čas Faktory, ako napríklad veľká chyba odhadu skreslenia tvaru vlny atď., test nie je presný |
Funguje to nasledovne:
(1) Metóda extrémnych hodnôt
Na meranie jednosmerného polvlnného napätia elektrooptického modulátora sa používa metóda extrémnych hodnôt. Najprv sa bez modulačného signálu získa krivka prenosovej funkcie elektrooptického modulátora meraním jednosmerného predpätia a zmeny intenzity výstupného svetla. Z krivky prenosovej funkcie sa určí bod maximálnej a minimálnej hodnoty a získajú sa zodpovedajúce hodnoty jednosmerného napätia Vmax a Vmin. Rozdiel medzi týmito dvoma hodnotami napätia je polvlnové napätie elektrooptického modulátora Vπ=Vmax-Vmin.
(2) Metóda zdvojnásobenia frekvencie
Na meranie vysokofrekvenčného polvlnného napätia elektrooptického modulátora sa použila metóda zdvojnásobenia frekvencie. Súčasným pripojením jednosmerného predpäťového počítača a striedavého modulačného signálu k elektrooptickému modulátoru sa upravilo jednosmerné napätie, keď sa intenzita výstupného svetla zmení na maximálnu alebo minimálnu hodnotu. Zároveň je možné na dvojstopovom osciloskope pozorovať, že výstupný modulovaný signál bude mať skreslenie s zdvojnásobením frekvencie. Jediný rozdiel medzi jednosmerným napätím zodpovedajúcim dvom susedným skresleniam s zdvojnásobením frekvencie je vysokofrekvenčné polvlnové napätie elektrooptického modulátora.
Súhrn: Metóda extrémnych hodnôt aj metóda zdvojnásobenia frekvencie dokážu teoreticky merať polvlnové napätie elektrooptického modulátora, ale pre porovnanie, metóda výkonných hodnôt vyžaduje dlhší čas merania a dlhší čas merania bude spôsobený kolísaním výstupného optického výkonu lasera, čo spôsobuje chyby merania. Metóda extrémnych hodnôt vyžaduje skenovanie jednosmerného predpätia s malou krokovou hodnotou a súčasné zaznamenávanie výstupného optického výkonu modulátora, aby sa získala presnejšia hodnota jednosmerného polvlnného napätia.
Metóda zdvojnásobenia frekvencie je metóda určenia polvlnného napätia pozorovaním priebehu zdvojnásobenia frekvencie. Keď aplikované predpätie dosiahne určitú hodnotu, dochádza k skresleniu násobenia frekvencie a skreslenie priebehu nie je príliš viditeľné. Nie je ľahké ho pozorovať voľným okom. Týmto spôsobom nevyhnutne spôsobí výraznejšie chyby a to, čo meria, je vysokofrekvenčné polvlnové napätie elektrooptického modulátora.