Kako bi se zadovoljila sve veća potražnja ljudi za informacijama, brzina prijenosa komunikacijskih sustava optičkih vlakana raste iz dana u dan. Buduća optička komunikacijska mreža razvijat će se prema komunikacijskoj mreži optičkih vlakana s ultra-velikom brzinom, ultra-velikim kapacitetom, ultra-velikom udaljenošću i ultra-visokom učinkovitošću spektra. Odašiljač je kritičan. Odašiljač optičkog signala velike brzine uglavnom se sastoji od lasera koji generira optički nosač, modulirajućeg uređaja za generiranje električnog signala i elektro-optičkog modulatora velike brzine koji modulira optički nosač. U usporedbi s drugim vrstama vanjskih modulatora, elektro-optički modulatori litij-niobata imaju prednosti široke radne frekvencije, dobre stabilnosti, visokog omjera izumiranja, stabilnih radnih performansi, visoke stope modulacije, malog cvrkutanja, jednostavnog spajanja, zrele proizvodne tehnologije itd. naširoko se koristi u optičkim prijenosnim sustavima velike brzine, velikog kapaciteta i na velike udaljenosti.
Poluvalni napon vrlo je kritičan fizički parametar elektrooptičkog modulatora. Predstavlja promjenu prednapona koji odgovara intenzitetu izlazne svjetlosti elektrooptičkog modulatora od minimuma do maksimuma. On u velikoj mjeri određuje elektrooptički modulator. Kako točno i brzo izmjeriti poluvalni napon elektrooptičkog modulatora od velike je važnosti za optimizaciju rada uređaja i poboljšanje učinkovitosti uređaja. Poluvalni napon elektrooptičkog modulatora uključuje DC (poluval
naponski i radiofrekvencijski) poluvalni napon. Prijenosna funkcija elektrooptičkog modulatora je sljedeća:
Među njima je izlazna optička snaga elektrooptičkog modulatora;
Je ulazna optička snaga modulatora;
Je li uneseni gubitak elektrooptičkog modulatora;
Postojeće metode za mjerenje poluvalnog napona uključuju generiranje ekstremnih vrijednosti i metode udvostručavanja frekvencije, koje mogu mjeriti istosmjerni (DC) poluvalni napon odnosno radiofrekvencijski (RF) poluvalni napon modulatora.
Tablica 1. Usporedba dviju metoda ispitivanja poluvalnog napona
| Metoda ekstremnih vrijednosti | Metoda udvostručenja frekvencije | |
| Laboratorijska oprema | Lasersko napajanje Modulator intenziteta koji se testira Podesivo DC napajanje ±15V Mjerač optičke snage | Laserski izvor svjetlosti Modulator intenziteta koji se testira Podesivo istosmjerno napajanje Osciloskop izvor signala (DC prednapon) |
| vrijeme testiranja | 20 min() | 5 min |
| Eksperimentalne prednosti | lako ostvariti | Relativno precizan test Može dobiti istosmjerni poluvalni napon i RF poluvalni napon u isto vrijeme |
| Eksperimentalni nedostaci | Dugo vremena i drugi čimbenici, test nije točan Izravno ispitivanje putnika DC poluvalni napon | Relativno dugo vremena Čimbenici poput velikog izobličenja valnog oblika, pogreške u procjeni itd., test nije točan |
Djeluje na sljedeći način:
(1) Metoda ekstremnih vrijednosti
Metoda ekstremnih vrijednosti koristi se za mjerenje istosmjernog poluvalnog napona elektrooptičkog modulatora. Prvo, bez modulacijskog signala, dobiva se krivulja prijenosne funkcije elektrooptičkog modulatora mjerenjem istosmjernog prednapona i promjene intenziteta izlazne svjetlosti, a iz krivulje prijenosne funkcije odredite točku maksimalne vrijednosti i točku minimalne vrijednosti, i dobiti odgovarajuće vrijednosti istosmjernog napona Vmax odnosno Vmin. Konačno, razlika između ove dvije vrijednosti napona je poluvalni napon Vπ=Vmax-Vmin elektrooptičkog modulatora.
(2) Metoda udvostručavanja frekvencije
Koristio je metodu udvostručenja frekvencije za mjerenje RF poluvalnog napona elektrooptičkog modulatora. Istovremeno dodajte DC bias računalo i AC modulacijski signal elektrooptičkom modulatoru za podešavanje istosmjernog napona kada se intenzitet izlaznog svjetla promijeni na maksimalnu ili minimalnu vrijednost. U isto vrijeme, a može se uočiti na osciloskopu s dvostrukim tragom, da će se izlazni modulirani signal pojaviti kao izobličenje udvostručenje frekvencije. Jedina razlika istosmjernog napona koja odgovara dvama susjednim izobličenjima udvostručenja frekvencije je RF poluvalni napon elektrooptičkog modulatora.
Sažetak: I metoda ekstremnih vrijednosti i metoda udvostručenja frekvencije mogu teoretski mjeriti poluvalni napon elektrooptičkog modulatora, ali za usporedbu, metoda snažnih vrijednosti zahtijeva dulje vrijeme mjerenja, a dulje vrijeme mjerenja bit će posljedica Izlazna optička snaga lasera varira i uzrokuje pogreške u mjerenju. Metoda ekstremne vrijednosti treba skenirati DC prednapon s malom vrijednošću koraka i istovremeno zabilježiti izlaznu optičku snagu modulatora kako bi se dobila točnija vrijednost DC poluvalnog napona.
Metoda udvostručenja frekvencije je metoda određivanja poluvalnog napona promatranjem valnog oblika udvostručenja frekvencije. Kada primijenjeni prednapon dosegne određenu vrijednost, dolazi do izobličenja množenja frekvencije, a izobličenje valnog oblika nije previše vidljivo. Nije ga lako promatrati golim okom. Na taj način neizbježno će uzrokovati značajnije pogreške, a ono što mjeri je RF poluvalni napon elektrooptičkog modulatora.