İnsanların artan bilgi talebini karşılamak için, optik fiber iletişim sistemlerinin iletim hızı her geçen gün artmaktadır. Gelecekteki optik iletişim ağı, ultra yüksek hız, ultra büyük kapasite, ultra uzun mesafe ve ultra yüksek spektrum verimliliğine sahip bir optik fiber iletişim ağına doğru gelişecektir. Bir verici kritik öneme sahiptir. Yüksek hızlı optik sinyal vericisi, esas olarak bir optik taşıyıcı üreten bir lazerden, modüle edici bir elektrik sinyali üreten cihazdan ve optik taşıyıcıyı modüle eden yüksek hızlı bir elektro-optik modülatörden oluşur. Diğer harici modülatör tipleriyle karşılaştırıldığında, lityum niyobat elektro-optik modülatörler geniş çalışma frekansı, iyi kararlılık, yüksek sönüm oranı, kararlı çalışma performansı, yüksek modülasyon oranı, küçük cıvıltı, kolay bağlantı, olgun üretim teknolojisi vb. avantajlara sahiptir. Yüksek hızlı, büyük kapasiteli ve uzun mesafeli optik iletim sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Yarım dalga voltajı, elektro-optik modülatörün oldukça kritik bir fiziksel parametresidir. Elektro-optik modülatörün çıkış ışık yoğunluğuna karşılık gelen önyargı voltajındaki minimumdan maksimuma olan değişimi temsil eder. Elektro-optik modülatörü büyük ölçüde belirler. Elektro-optik modülatörün yarım dalga voltajının doğru ve hızlı bir şekilde nasıl ölçüleceği, cihazın performansını optimize etmek ve cihazın verimliliğini artırmak için büyük önem taşır. Elektro-optik modülatörün yarım dalga voltajı DC'yi (yarım dalga
gerilim ve radyofrekans) yarım dalga gerilimi. Elektro-optik modülatörün transfer fonksiyonu aşağıdaki gibidir:
Bunların arasında elektro-optik modülatörün çıkış optik gücü de vardır;
Modülatörün giriş optik gücü;
Elektro-optik modülatörün ekleme kaybı nedir;
Yarım dalga gerilimini ölçmek için mevcut yöntemler arasında, sırasıyla modülatörün doğru akım (DC) yarım dalga gerilimini ve radyo frekansı (RF) yarım dalga gerilimini ölçebilen aşırı değer üretme ve frekans iki katına çıkarma yöntemleri yer almaktadır.
Tablo 1 İki yarım dalga gerilim test yönteminin karşılaştırılması
| Aşırı değer yöntemi | Frekans iki katına çıkarma yöntemi | |
| Laboratuvar ekipmanları | Lazer güç kaynağı Test edilen yoğunluk modülatörü Ayarlanabilir DC güç kaynağı ±15V Optik güç ölçer | Lazer ışık kaynağı Test edilen yoğunluk modülatörü Ayarlanabilir DC güç kaynağı Osiloskop sinyal kaynağı (DC Önyargısı) |
| test zamanı | 20dk() | 5dk |
| Deneysel avantajlar | başarılması kolay | Nispeten doğru test Aynı anda DC yarım dalga voltajı ve RF yarım dalga voltajı elde edilebilir |
| Deneysel dezavantajlar | Uzun zaman ve diğer faktörler, testin doğru olmadığını gösteriyor Doğrudan yolcu testi DC yarım dalga gerilimi | Nispeten uzun zaman Büyük dalga biçimi bozulması, yargı hatası vb. gibi faktörler, testin doğru olmamasına neden olur |
Çalışma şekli şu şekildedir:
(1) Aşırı değer yöntemi
Aşırı değer yöntemi, elektro-optik modülatörün DC yarım dalga voltajını ölçmek için kullanılır. İlk olarak, modülasyon sinyali olmadan, elektro-optik modülatörün transfer fonksiyon eğrisi, DC önyargı voltajını ve çıkış ışık yoğunluğu değişimini ölçerek elde edilir ve transfer fonksiyon eğrisinden maksimum değer noktasını ve minimum değer noktasını belirleyin ve sırasıyla karşılık gelen DC voltaj değerlerini Vmax ve Vmin elde edin. Son olarak, bu iki voltaj değeri arasındaki fark, elektro-optik modülatörün yarım dalga voltajı Vπ=Vmax-Vmin'dir.
(2) Frekans iki katına çıkarma yöntemi
Elektro-optik modülatörün RF yarım dalga voltajını ölçmek için frekans iki katına çıkarma yöntemi kullanılıyordu. Çıkış ışık yoğunluğu maksimum veya minimum değere değiştirildiğinde DC voltajını ayarlamak için DC önyargı bilgisayarını ve AC modülasyon sinyalini aynı anda elektro-optik modülatöre ekleyin. Aynı zamanda, çift izli osiloskopta çıkış modüle edilmiş sinyalin frekans iki katına çıkarma bozulması göstereceği gözlemlenebilir. İki bitişik frekans iki katına çıkarma bozulmasına karşılık gelen DC voltajının tek farkı elektro-optik modülatörün RF yarım dalga voltajıdır.
Özet: Hem aşırı değer yöntemi hem de frekans iki katına çıkarma yöntemi teorik olarak elektro-optik modülatörün yarım dalga voltajını ölçebilir, ancak karşılaştırma için güçlü değer yöntemi daha uzun bir ölçüm süresi gerektirir ve daha uzun ölçüm süresi şundan kaynaklanacaktır: Lazerin çıkış optik gücü dalgalanır ve ölçüm hatalarına neden olur. Aşırı değer yönteminin DC önyargısını küçük bir adım değeriyle taraması ve daha doğru bir DC yarım dalga voltaj değeri elde etmek için aynı anda modülatörün çıkış optik gücünü kaydetmesi gerekir.
Frekans iki katına çıkarma yöntemi, frekans iki katına çıkarma dalga formunu gözlemleyerek yarım dalga voltajını belirleme yöntemidir. Uygulanan önyargı voltajı belirli bir değere ulaştığında, frekans çarpımı bozulması meydana gelir ve dalga formu bozulması çok belirgin değildir. Çıplak gözle gözlemlemek kolay değildir. Bu şekilde, kaçınılmaz olarak daha önemli hatalara neden olur ve ölçtüğü şey, elektro-optik modülatörün RF yarım dalga voltajıdır.