İnsanların artan bilgi talebini karşılamak için fiber optik iletişim sistemlerinin iletim hızı her geçen gün artmaktadır. Gelecekteki optik iletişim ağı, ultra yüksek hıza, ultra geniş kapasiteye, ultra uzun mesafeye ve ultra yüksek spektrum verimliliğine sahip bir fiber optik 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 türleri ile karşılaştırıldığında, lityum niyobat elektro-optik modülatörler geniş çalışma frekansı, iyi stabilite, yüksek sönme oranı, istikrarlı 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 ön gerilim voltajındaki minimumdan maksimuma değişimi temsil eder. Elektro-optik modülatörü büyük ölçüde belirler. Elektro-optik modülatörün yarım dalga voltajının doğru ve hızlı bir şekilde ölçülmesi, cihazın performansının optimize edilmesi ve cihazın verimliliğinin arttırılması açısından büyük önem taşımaktadır. Elektro-optik modülatörün yarım dalga voltajı DC (yarım dalga) içerir
voltaj ve radyofrekans) yarım dalga voltajı. Elektro-optik modülatörün transfer fonksiyonu aşağıdaki gibidir:
Bunların arasında elektro-optik modülatörün çıkış optik gücü;
Modülatörün giriş optik gücü;
Elektro-optik modülatörün ekleme kaybı;
Yarım dalga gerilimini ölçmek için mevcut yöntemler arasında modülatörün sırasıyla doğru akım (DC) yarım dalga gerilimini ve radyo frekansı (RF) yarım dalga gerilimini ölçebilen aşırı değer üretme ve frekans ikiye katlama yöntemleri yer alır.
Tablo 1 İki yarım dalga gerilim test yönteminin karşılaştırılması
| Aşırı değer yöntemi | Frekans ikiye katlama yöntemi | |
| Laboratuvar ekipmanları | Lazer güç kaynağı Yoğunluk modülatörü test ediliyor Ayarlanabilir DC güç kaynağı ±15V Optik güç ölçer | Lazer ışık kaynağı Yoğunluk modülatörü test ediliyor Ayarlanabilir DC güç kaynağı Osiloskop sinyal kaynağı (DC Önyargısı) |
| test süresi | 20 dk() | 5 dakika |
| Deneysel avantajlar | başarılması kolay | Nispeten doğru test Aynı anda DC yarım dalga voltajı ve RF yarım dalga voltajı elde edebilir |
| Deneysel dezavantajlar | Uzun süre ve diğer faktörler nedeniyle test doğru değil Doğrudan yolcu testi DC yarım dalga voltajı | Nispeten uzun zaman Büyük dalga biçimi distorsiyonu değerlendirme hatası vb. gibi faktörler testin doğru olmamasını sağlar. |
Aşağıdaki gibi çalışır:
(1) Ekstrem değer yöntemi
Uç değer yöntemi, elektro-optik modülatörün DC yarım dalga voltajını ölçmek için kullanılır. İlk olarak, modülasyon sinyali olmadan, elektro-optik modülatörün transfer fonksiyonu eğrisi, DC öngerilim voltajı ve çıkış ışık yoğunluğu değişimi ölçülerek elde edilir ve transfer fonksiyonu eğrisinden maksimum değer noktası ve minimum değer noktası belirlenir ve sırasıyla karşılık gelen DC gerilim 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 ikiye katlama yöntemini kullanıyordu. Çıkış ışık yoğunluğu maksimum veya minimum değere değiştirildiğinde DC voltajını ayarlamak için DC öngerilim bilgisayarını ve AC modülasyon sinyalini elektro-optik modülatöre aynı anda ekleyin. Aynı zamanda, çift izli osiloskopta, modüle edilmiş çıkış sinyalinin frekansı iki katına çıkaran distorsiyona neden olacağı gözlemlenebilir. İki bitişik frekansın ikiye katlanması distorsiyonuna karşılık gelen DC voltajındaki tek fark, elektro-optik modülatörün RF yarım dalga voltajıdır.
Özet: Hem uç değer yöntemi hem de frekans iki katına çıkarma yöntemi, elektro-optik modülatörün yarım dalga voltajını teorik olarak ölçebilir, ancak karşılaştırma için güçlü değer yöntemi daha uzun bir ölçüm süresi gerektirir ve daha uzun ölçüm süresi, Lazerin çıkış optik gücü dalgalanır ve ölçüm hatalarına neden olur. Uç değer yönteminin, daha doğru bir DC yarım dalga voltaj değeri elde etmek için DC önyargısını küçük bir adım değeriyle taraması ve aynı zamanda modülatörün çıkış optik gücünü kaydetmesi gerekir.
Frekans ikiye katlama yöntemi, frekans iki katına çıkan dalga biçimini gözlemleyerek yarım dalga voltajını belirlemeye yönelik bir yöntemdir. Uygulanan ön gerilim belirli bir değere ulaştığında, frekans çarpımı distorsiyonu meydana gelir ve dalga biçimi distorsiyonu çok fazla fark edilmez. Çıplak gözle gözlemlemek kolay değil. Bu şekilde kaçınılmaz olarak daha önemli hatalara neden olacaktır ve ölçtüğü şey elektro-optik modülatörün RF yarım dalga voltajıdır.