Kako bi se zadovoljila rastuća potražnja ljudi za informacijama, brzina prijenosa optičkih komunikacijskih sustava raste iz dana u dan. Buduća optička komunikacijska mreža razvijat će se prema optičkoj komunikacijskoj mreži s ultra velikom brzinom, ultra velikim kapacitetom, ultra velikim udaljenostima i ultra visokom spektralnom učinkovitošću. Odašiljač je ključan. Odašiljač optičkog signala velike brzine uglavnom se sastoji od lasera koji generira optički nosač, modulirajućeg uređaja za generiranje električnog signala i brzog elektrooptičkog modulatora koji modulira optički nosač. U usporedbi s drugim vrstama vanjskih modulatora, elektrooptički modulatori litij-niobata imaju prednosti široke radne frekvencije, dobre stabilnosti, visokog omjera ekstinkcije, stabilnih radnih performansi, visoke modulacijske brzine, malog cvrkutanja, jednostavnog spajanja, zrele proizvodne tehnologije itd. Široko se koristi u optičkim prijenosnim sustavima velike brzine, velikog kapaciteta i na velike udaljenosti.
Poluvalni napon je vrlo važan fizički parametar elektrooptičkog modulatora. Predstavlja promjenu napona prednapona koji odgovara izlaznom intenzitetu svjetlosti elektrooptičkog modulatora od minimuma do maksimuma. U velikoj mjeri određuje elektrooptički modulator. Kako točno i brzo izmjeriti poluvalni napon elektrooptičkog modulatora od velikog je značaja za optimizaciju performansi uređaja i poboljšanje učinkovitosti uređaja. Poluvalni napon elektrooptičkog modulatora uključuje istosmjernu struju (poluvalni
napon i radiofrekvencija) 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 metode generiranja ekstremnih vrijednosti i udvostručenja frekvencije, koje mogu mjeriti poluvalni napon istosmjerne struje (DC) i poluvalni napon radiofrekvencije (RF) modulatora.
Tablica 1 Usporedba dviju metoda ispitivanja poluvalnog napona
| Metoda ekstremnih vrijednosti | Metoda udvostručenja frekvencije | |
| Laboratorijska oprema | Napajanje lasera Modulator intenziteta pod ispitivanjem Podesivo istosmjerno napajanje ±15V Mjerač optičke snage | Izvor laserske svjetlosti Modulator intenziteta pod ispitivanjem Podesivo istosmjerno napajanje Osciloskop izvor signala (DC pristranost) |
| vrijeme testiranja | 20 min() | 5 minuta |
| Eksperimentalne prednosti | lako ostvarivo | Relativno točan test Može istovremeno dobiti istosmjerni poluvalni napon i RF poluvalni napon |
| Eksperimentalni nedostaci | Dugo vrijeme i drugi faktori, test nije točan Izravni putnički ispitni istosmjerni poluvalni napon | Relativno dugo vrijeme Čimbenici poput velike pogreške u procjeni izobličenja valnog oblika itd., test nije točan |
Radi na sljedeći način:
(1) Metoda ekstremnih vrijednosti
Metoda ekstremnih vrijednosti koristi se za mjerenje istosmjernog poluvalnog napona elektrooptičkog modulatora. Prvo, bez modulacijskog signala, krivulja prijenosne funkcije elektrooptičkog modulatora dobiva se mjerenjem istosmjernog napona prednapona i promjene intenziteta izlazne svjetlosti, a iz krivulje prijenosne funkcije određuju se točka maksimalne i točka minimalne vrijednosti te se dobivaju odgovarajuće vrijednosti istosmjernog napona Vmax i Vmin. Konačno, razlika između ove dvije vrijednosti napona je poluvalni napon Vπ=Vmax-Vmin elektrooptičkog modulatora.
(2) Metoda udvostručenja frekvencije
Korištena je metoda udvostručenja frekvencije za mjerenje RF poluvalnog napona elektrooptičkog modulatora. Istovremeno se elektrooptičkom modulatoru dodaju signali DC prednapona i AC modulacije kako bi se podesio istosmjerni napon kada se intenzitet izlazne svjetlosti promijeni na maksimalnu ili minimalnu vrijednost. Istovremeno, na osciloskopu s dva traga može se vidjeti da će izlazni modulirani signal imati izobličenje udvostručenja frekvencije. Jedina razlika između istosmjernog napona koji odgovara dvama susjednim izobličenjima udvostručenja frekvencije je RF poluvalni napon elektrooptičkog modulatora.
Sažetak: I metoda ekstremnih vrijednosti i metoda udvostručenja frekvencije mogu teoretski izmjeriti poluvalni napon elektrooptičkog modulatora, ali za usporedbu, metoda snažne vrijednosti zahtijeva dulje vrijeme mjerenja, a dulje vrijeme mjerenja bit će posljedica toga što izlazna optička snaga lasera fluktuira i uzrokuje pogreške u mjerenju. Metoda ekstremnih vrijednosti treba skenirati istosmjernu pristranost s malom vrijednošću koraka i istovremeno zabilježiti izlaznu optičku snagu modulatora kako bi se dobila točnija vrijednost poluvalnog istosmjernog napona.
Metoda udvostručenja frekvencije je metoda određivanja poluvalnog napona promatranjem valnog oblika udvostručenja frekvencije. Kada primijenjeni napon prednapona dosegne određenu vrijednost, dolazi do izobličenja umnožavanja frekvencije, a izobličenje valnog oblika nije previše primjetno. Nije ga lako promatrati golim okom. Na taj način neizbježno će uzrokovati značajnije pogreške, a ono što mjeri je RF poluvalni napon elektrooptičkog modulatora.