Per soddisfare la crescente domanda di informazioni, la velocità di trasmissione dei sistemi di comunicazione in fibra ottica aumenta di giorno in giorno. La futura rete di comunicazione ottica si svilupperà verso una rete di comunicazione in fibra ottica ad altissima velocità, capacità elevatissima, distanze estremamente lunghe ed efficienza spettrale elevatissima. Un trasmettitore è fondamentale. Il trasmettitore di segnali ottici ad alta velocità è composto principalmente da un laser che genera una portante ottica, un dispositivo di generazione di segnali elettrici modulanti e un modulatore elettro-ottico ad alta velocità che modula la portante ottica. Rispetto ad altri tipi di modulatori esterni, i modulatori elettro-ottici al niobato di litio presentano i vantaggi di un'ampia frequenza operativa, una buona stabilità, un elevato rapporto di estinzione, prestazioni di lavoro stabili, un'elevata velocità di modulazione, un chirp ridotto, un facile accoppiamento, una tecnologia di produzione matura, ecc. Sono ampiamente utilizzati nei sistemi di trasmissione ottica ad alta velocità, grande capacità e lunga distanza.
La tensione a semionda è un parametro fisico altamente critico del modulatore elettro-ottico. Rappresenta la variazione della tensione di polarizzazione corrispondente all'intensità luminosa in uscita dal modulatore elettro-ottico, dal minimo al massimo. Determina in larga misura il funzionamento del modulatore elettro-ottico. Misurare in modo accurato e rapido la tensione a semionda del modulatore elettro-ottico è di grande importanza per ottimizzare le prestazioni del dispositivo e migliorarne l'efficienza. La tensione a semionda del modulatore elettro-ottico include la corrente continua (tensione a semionda).
tensione e tensione a semionda (radiofrequenza). La funzione di trasferimento del modulatore elettro-ottico è la seguente:
Tra questi c'è la potenza ottica di uscita del modulatore elettro-ottico;
È la potenza ottica in ingresso del modulatore;
È la perdita di inserzione del modulatore elettro-ottico;
I metodi esistenti per misurare la tensione a semionda includono metodi di generazione di valori estremi e di raddoppio della frequenza, che possono misurare rispettivamente la tensione a semionda in corrente continua (CC) e la tensione a semionda a radiofrequenza (RF) del modulatore.
Tabella 1 Confronto di due metodi di prova della tensione a semionda
| Metodo dei valori estremi | Metodo di raddoppio della frequenza | |
| Attrezzatura da laboratorio | Alimentatore laser Modulatore di intensità in fase di test Alimentatore CC regolabile ±15V Misuratore di potenza ottica | Sorgente di luce laser Modulatore di intensità in fase di test Alimentatore CC regolabile Oscilloscopio sorgente del segnale (Potenziamento DC) |
| tempo di prova | 20 minuti() | 5 minuti |
| Vantaggi sperimentali | facile da realizzare | Test relativamente accurato Può ottenere contemporaneamente la tensione a semionda CC e la tensione a semionda RF |
| Svantaggi sperimentali | A causa del tempo e di altri fattori, il test non è accurato Tensione semionda CC di prova diretta del passeggero | Tempo relativamente lungo Fattori come un grande errore di giudizio sulla distorsione della forma d'onda, ecc., rendono il test poco accurato |
Funziona come segue:
(1) Metodo dei valori estremi
Il metodo dei valori estremi viene utilizzato per misurare la tensione di semionda CC del modulatore elettro-ottico. Innanzitutto, senza il segnale di modulazione, si ottiene la curva della funzione di trasferimento del modulatore elettro-ottico misurando la tensione di polarizzazione CC e la variazione dell'intensità luminosa in uscita, e dalla curva della funzione di trasferimento si determinano il punto di valore massimo e quello di valore minimo, e si ottengono i corrispondenti valori di tensione CC Vmax e Vmin rispettivamente. Infine, la differenza tra questi due valori di tensione è la tensione di semionda Vπ = Vmax - Vmin del modulatore elettro-ottico.
(2) Metodo di raddoppio della frequenza
Utilizzava il metodo del raddoppio di frequenza per misurare la tensione a semionda RF del modulatore elettro-ottico. Aggiungendo contemporaneamente il segnale di polarizzazione CC del computer e il segnale di modulazione CA al modulatore elettro-ottico, si regola la tensione CC quando l'intensità luminosa in uscita raggiunge un valore massimo o minimo. Allo stesso tempo, si può osservare sull'oscilloscopio a doppia traccia che il segnale modulato in uscita presenta una distorsione da raddoppio di frequenza. L'unica differenza nella tensione CC corrispondente a due distorsioni da raddoppio di frequenza adiacenti è la tensione a semionda RF del modulatore elettro-ottico.
Riepilogo: Sia il metodo del valore estremo che quello del raddoppio della frequenza possono teoricamente misurare la tensione a semionda del modulatore elettro-ottico, ma, a titolo di confronto, il metodo del valore potente richiede un tempo di misurazione più lungo, dovuto alle fluttuazioni della potenza ottica in uscita del laser, che causano errori di misurazione. Il metodo del valore estremo richiede di analizzare la polarizzazione CC con un piccolo passo e di registrare contemporaneamente la potenza ottica in uscita del modulatore per ottenere un valore di tensione a semionda CC più accurato.
Il metodo del raddoppio di frequenza è un metodo per determinare la tensione a semionda osservando la forma d'onda del raddoppio di frequenza. Quando la tensione di polarizzazione applicata raggiunge un valore specifico, si verifica una distorsione da moltiplicazione di frequenza, la quale non è eccessivamente evidente. Non è facile da osservare a occhio nudo. In questo modo, causerà inevitabilmente errori più significativi, e ciò che misura è la tensione a semionda RF del modulatore elettro-ottico.