Para atender à crescente demanda por informações, a taxa de transmissão dos sistemas de comunicação por fibra óptica aumenta a cada dia. A futura rede de comunicação óptica evoluirá para uma rede de fibra óptica com altíssima velocidade, ultragrande capacidade, ultralongo alcance e ultra-alta eficiência espectral. Um transmissor é fundamental. O transmissor de sinal óptico de alta velocidade é composto principalmente por um laser que gera uma portadora óptica, um dispositivo gerador de sinal elétrico modulador e um modulador eletro-óptico de alta velocidade que modula a portadora óptica. Comparados a outros tipos de moduladores externos, os moduladores eletro-ópticos de niobato de lítio apresentam vantagens como ampla faixa de frequência de operação, boa estabilidade, alta taxa de extinção, desempenho estável, alta taxa de modulação, baixo chirp, fácil acoplamento e tecnologia de produção consolidada. São amplamente utilizados em sistemas de transmissão óptica de alta velocidade, grande capacidade e longo alcance.
A tensão de meia onda é um parâmetro físico crucial do modulador eletro-óptico. Ela representa a variação na tensão de polarização correspondente à intensidade da luz emitida pelo modulador, do mínimo ao máximo. Essa tensão determina, em grande medida, o desempenho do modulador eletro-óptico. A medição precisa e rápida da tensão de meia onda do modulador eletro-óptico é de grande importância para otimizar o desempenho e aumentar a eficiência do dispositivo. A tensão de meia onda do modulador eletro-óptico inclui a tensão CC (tensão de meia onda).
tensão e radiofrequência) tensão de meia onda. A função de transferência do modulador eletro-óptico é a seguinte:
Entre elas está a potência óptica de saída do modulador eletro-óptico;
É a potência óptica de entrada do modulador;
É a perda de inserção do modulador eletro-óptico;
Os métodos existentes para medir a tensão de meia onda incluem a geração de valores extremos e os métodos de duplicação de frequência, que podem medir a tensão de meia onda em corrente contínua (CC) e a tensão de meia onda em radiofrequência (RF) do modulador, respectivamente.
Tabela 1 Comparação de dois métodos de teste de tensão de meia onda
| Método do valor extremo | Método de duplicação de frequência | |
| Equipamentos de laboratório | Fonte de alimentação do laser Modulador de intensidade em teste Fonte de alimentação CC ajustável ±15V Medidor de potência óptica | Fonte de luz laser Modulador de intensidade em teste Fonte de alimentação CC ajustável Osciloscópio fonte de sinal (Polarização CC) |
| hora de testar | 20 min() | 5 minutos |
| Vantagens experimentais | fácil de realizar | Teste relativamente preciso É possível obter simultaneamente a tensão de meia onda CC e a tensão de meia onda RF. |
| Desvantagens experimentais | Devido ao longo período de tempo e outros fatores, o teste não é preciso. Teste direto de passageiros com tensão CC de meia onda | Tempo relativamente longo Fatores como erros de julgamento de distorção de forma de onda significativa, etc., podem levar à imprecisão do teste. |
Funciona da seguinte forma:
(1) Método do valor extremo
O método dos valores extremos é utilizado para medir a tensão de meia onda CC do modulador eletro-óptico. Primeiramente, sem o sinal de modulação, a curva de função de transferência do modulador eletro-óptico é obtida medindo-se a tensão de polarização CC e a variação da intensidade da luz de saída. A partir da curva de função de transferência, determinam-se os pontos de valor máximo e mínimo, obtendo-se os valores de tensão CC correspondentes, Vmax e Vmin, respectivamente. Finalmente, a diferença entre esses dois valores de tensão é a tensão de meia onda Vπ = Vmax - Vmin do modulador eletro-óptico.
(2) Método de duplicação de frequência
O método de duplicação de frequência foi utilizado para medir a tensão de meia onda de RF do modulador eletro-óptico. A tensão CC do circuito de polarização e o sinal de modulação CA foram aplicados simultaneamente ao modulador eletro-óptico para ajustar a tensão CC quando a intensidade da luz de saída era alterada para um valor máximo ou mínimo. Ao mesmo tempo, observou-se no osciloscópio de dois canais que o sinal modulado de saída apresentava distorção de duplicação de frequência. A única diferença entre as tensões CC correspondentes a duas distorções de duplicação de frequência adjacentes era a tensão de meia onda de RF do modulador eletro-óptico.
Resumo: Tanto o método do valor extremo quanto o método da duplicação de frequência podem, teoricamente, medir a tensão de meia onda do modulador eletro-óptico. No entanto, para fins de comparação, o método do valor extremo requer um tempo de medição maior, o que se deve à flutuação da potência óptica de saída do laser, causando erros de medição. O método do valor extremo, por sua vez, exige a varredura da tensão de polarização CC com pequenos incrementos e o registro simultâneo da potência óptica de saída do modulador para obter um valor de tensão de meia onda CC mais preciso.
O método de duplicação de frequência consiste em determinar a tensão de meia onda observando a forma de onda duplicada. Quando a tensão de polarização aplicada atinge um determinado valor, ocorre distorção por multiplicação de frequência, e essa distorção na forma de onda não é muito perceptível a olho nu. Dessa forma, inevitavelmente ocorrem erros mais significativos, e o que se mede é a tensão de meia onda de RF do modulador eletro-óptico.