İnsanların artan bilgi talebini karşılamak için, optik fiber iletişim sistemlerinin iletim hızı her geçen gün artmaktadır. Geleceğin 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 üretme cihazından ve optik taşıyıcıyı modüle eden yüksek hızlı bir elektro-optik modülatörden oluşur. Diğer harici modülatör türleriyle karşılaştırıldığında, lityum niyobat elektro-optik modülatörler geniş çalışma frekansı, iyi kararlılık, yüksek sönüm oranı, kararlı çalışma performansı, yüksek modülasyon oranı, düşük cıvıltı, kolay bağlantı, gelişmiş üretim teknolojisi vb. avantajlara sahiptir. Yüksek hızlı, büyük kapasiteli ve uzun mesafeli optik iletim sistemlerinde yaygın olarak kullanılır.
Yarım dalga gerilimi, elektro-optik modülatörün son derece kritik bir fiziksel parametresidir. Elektro-optik modülatörün çıkış ışık yoğunluğuna karşılık gelen öngerilim gerilimindeki minimumdan maksimuma değişimi temsil eder. Elektro-optik modülatörün performansını büyük ölçüde belirler. Elektro-optik modülatörün yarım dalga geriliminin doğru ve hızlı bir şekilde nasıl ölçüleceği, cihazın performansını optimize etmek ve verimliliğini artırmak için büyük önem taşır. Elektro-optik modülatörün yarım dalga gerilimi, DC (yarım dalga) içerir.
(gerilim ve radyo frekansı) yarım dalga gerilimi. Elektro-optik modülatörün transfer fonksiyonu aşağıdaki gibidir:
Bunlar arasında elektro-optik modülatörün çıkış optik gücü de yer almaktadır;
Modülatörün giriş optik gücü;
Elektro-optik modülatörün ekleme kaybı nedir;
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 iki katına çıkarma yöntemleri yer almaktadır.
Tablo 1 İki yarım dalga gerilim test yönteminin karşılaştırılması
| Aşırı değer yöntemi | Frekans ikiye katlama 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() | 5 dk |
| 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 olmadığını gösterir. |
Çalışma prensibi şu şekildedir:
(1) Aşırı değer yöntemi
Elektro-optik modülatörün DC yarım dalga gerilimini ölçmek için uç değer yöntemi kullanılır. İlk olarak, modülasyon sinyali olmadan, DC ön gerilim gerilimi ve çıkış ışık yoğunluğu değişimi ölçülerek elektro-optik modülatörün transfer fonksiyonu eğrisi elde edilir ve bu eğriden maksimum ve minimum değer noktaları belirlenerek sırasıyla karşılık gelen Vmax ve Vmin DC gerilim değerleri elde edilir. Son olarak, bu iki gerilim değeri arasındaki fark, elektro-optik modülatörün Vπ=Vmax-Vmin yarım dalga gerilimidir.
(2) Frekans ikiye katlama yöntemi
Elektro-optik modülatörün RF yarım dalga voltajını ölçmek için frekans iki katına çıkarma yöntemi kullanılıyordu. Çıkış ışık yoğunluğu maksimum veya minimum değere değiştiğinde DC voltajını ayarlamak için DC öngerilim bilgisayarı ve AC modülasyon sinyalini aynı anda elektro-optik modülatöre ekleyin. Aynı zamanda, çift izli osiloskopta çıkış modüle edilmiş sinyalin frekans iki katına çıkarma bozulması gösterdiği gözlemlenebilir. İki bitişik frekans iki katına çıkarma bozulmasına karşılık gelen DC voltajı arasındaki tek fark, elektro-optik modülatörün RF yarım dalga voltajıdır.
Özet: Hem aşırı değer yöntemi hem de frekans iki katına çıkarma yöntemi, elektro-optik modülatörün yarım dalga voltajını teorik olarak ölçebilir, ancak karşılaştırma açısından, güçlü değer yöntemi daha uzun bir ölçüm süresi gerektirir ve bu daha uzun ölçüm süresinin nedeni lazerin çıkış optik gücündeki dalgalanmalar ve ölçüm hatalarıdır. Aşırı değer yöntemi, daha doğru bir DC yarım dalga voltaj değeri elde etmek için DC öngerilimini küçük bir adım değeriyle taramalı ve aynı anda modülatörün çıkış optik gücünü kaydetmelidir.
Frekans iki katına çıkarma yöntemi, frekans iki katına çıkarma dalga formunu gözlemleyerek yarım dalga voltajını belirleme yöntemidir. Uygulanan öngerilim voltajı belirli bir değere ulaştığında, frekans çarpım bozulması meydana gelir ve dalga formu bozulması çok belirgin değildir. Çıplak gözle gözlemlemek kolay değildir. Bu yöntem, kaçınılmaz olarak daha büyük hatalara neden olur ve ölçtüğü şey, elektro-optik modülatörün RF yarım dalga voltajıdır.