Para atender à crescente demanda por informações, a taxa de transmissão dos sistemas de comunicação por fibra óptica está aumentando dia a dia. A futura rede de comunicação óptica se desenvolverá em direção a uma rede de comunicação por fibra óptica com velocidade ultra-alta, capacidade ultra-alta, distância ultra-longa e eficiência de espectro ultra-alta. Um transmissor é essencial. 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 as vantagens de ampla frequência de operação, boa estabilidade, alta taxa de extinção, desempenho de trabalho estável, alta taxa de modulação, baixo chiado, fácil acoplamento, tecnologia de produção madura, etc. São amplamente utilizados em sistemas de transmissão óptica de alta velocidade, grande capacidade e longa distância.
A tensão de meia onda é um parâmetro físico altamente crítico do modulador eletro-óptico. Ela representa a variação da tensão de polarização correspondente à intensidade luminosa de saída do modulador eletro-óptico, do mínimo ao máximo. Ela determina em grande parte o desempenho do modulador eletro-óptico. A forma de medir com precisão e rapidez a tensão de meia onda do modulador eletro-óptico é de grande importância para otimizar o desempenho e melhorar a eficiência do dispositivo. A tensão de meia onda do modulador eletro-óptico inclui corrente contínua (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 métodos de geração de valores extremos e de duplicação de frequência, que podem medir a tensão de meia onda de corrente contínua (CC) e a tensão de meia onda de radiofrequência (RF) do modulador, respectivamente.
Tabela 1 Comparação de dois métodos de teste de tensão de meia onda
| Método de valor extremo | Método de duplicação de frequência | |
| Equipamentos de laboratório | Fonte de alimentação do laser Modulador de intensidade em teste Fonte de alimentação DC ajustável ±15V Medidor de potência óptica | Fonte de luz laser Modulador de intensidade em teste Fonte de alimentação DC ajustável Osciloscópio fonte de sinal (Viés DC) |
| tempo de teste | 20 minutos() | 5 minutos |
| Vantagens experimentais | fácil de realizar | Teste relativamente preciso Pode obter tensão de meia onda DC e tensão de meia onda RF ao mesmo tempo |
| Desvantagens experimentais | Longo tempo e outros fatores, o teste não é preciso Teste direto de passageiro com tensão de meia onda CC | Tempo relativamente longo Fatores como grande erro de julgamento de distorção da forma de onda, etc., fazem com que o teste não seja preciso |
Funciona da seguinte maneira:
(1) Método do valor extremo
O método do valor extremo é usado para medir a tensão de meia onda CC do modulador eletro-óptico. Primeiramente, sem o sinal de modulação, a curva da função de transferência do modulador eletro-óptico é obtida medindo-se a tensão de polarização CC e a variação da intensidade luminosa de saída. A partir da curva da função de transferência, determina-se o ponto de valor máximo e o ponto de valor mínimo, obtendo-se os valores de tensão CC correspondentes, Vmáx e Vmín, respectivamente. Finalmente, a diferença entre esses dois valores de tensão é a tensão de meia onda Vπ = Vmáx - Vmín 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. Adicione o computador de polarização CC e o sinal de modulação CA ao modulador eletro-óptico simultaneamente para ajustar a tensão CC quando a intensidade da luz de saída for alterada para um valor máximo ou mínimo. Ao mesmo tempo, pode-se observar no osciloscópio de traço duplo que o sinal modulado de saída apresentará distorção de duplicação de frequência. A única diferença entre a tensão CC correspondente a duas distorções de duplicação de frequência adjacentes é 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, mas, para efeito de comparação, o método do valor potente requer um tempo de medição mais longo, e esse tempo de medição mais longo será devido à flutuação da potência óptica de saída do laser, causando erros de medição. O método do valor extremo precisa varrer a polarização CC com um pequeno valor de passo e registrar a potência óptica de saída do modulador simultaneamente para obter um valor de tensão de meia onda CC mais preciso.
O método de duplicação de frequência é um método para determinar a tensão de meia onda observando a forma de onda de duplicação de frequência. Quando a tensão de polarização aplicada atinge um determinado valor, ocorre distorção de multiplicação de frequência, e a distorção da forma de onda não é muito perceptível. Não é fácil de observar a olho nu. Dessa forma, inevitavelmente causará erros mais significativos, e o que ele mede é a tensão de meia onda de RF do modulador eletro-óptico.