За да се отговори на нарастващото търсене на информация от страна на хората, скоростта на предаване на оптичните комуникационни системи се увеличава с всеки изминал ден. Бъдещата оптична комуникационна мрежа ще се развива към оптична комуникационна мрежа с ултрависока скорост, ултраголям капацитет, ултра дълги разстояния и ултрависока спектрална ефективност. Предавателят е от решаващо значение. Високоскоростният оптичен предавател на сигнал се състои главно от лазер, който генерира оптичен носител, модулиращо устройство за генериране на електрически сигнал и високоскоростен електрооптичен модулатор, който модулира оптичния носител. В сравнение с други видове външни модулатори, електрооптичните модулатори на литиево-ниобат имат предимствата на широка работна честота, добра стабилност, висок коефициент на екстинкция, стабилна работна производителност, висока скорост на модулация, малък чирп, лесно свързване, зряла производствена технология и др. Те се използват широко във високоскоростни, голямокапацитетни и дълги оптични предавателни системи.
Полувълновото напрежение е изключително важен физически параметър на електрооптичния модулатор. То представлява промяната в напрежението на отклонение, съответстващо на интензитета на изходната светлина на електрооптичния модулатор от минимална до максимална стойност. То определя електрооптичния модулатор до голяма степен. Как точно и бързо да се измери полувълновото напрежение на електрооптичния модулатор е от голямо значение за оптимизиране на производителността на устройството и подобряване на неговата ефективност. Полувълновото напрежение на електрооптичния модулатор включва постоянен ток (полувълнов
напрежение и радиочестота) полувълново напрежение. Предавателната функция на електрооптичния модулатор е следната:
Сред тях е изходната оптична мощност на електрооптичния модулатор;
Е входната оптична мощност на модулатора;
Е вмъкнатото затихване на електрооптичния модулатор;
Съществуващите методи за измерване на полувълново напрежение включват методи за генериране на екстремни стойности и удвояване на честотата, които могат да измерват съответно полувълновото напрежение на постоянен ток (DC) и полувълновото напрежение на радиочестота (RF) на модулатора.
Таблица 1 Сравнение на два метода за изпитване на полувълново напрежение
| Метод на екстремни стойности | Метод за удвояване на честотата | |
| Лабораторно оборудване | Захранване на лазера Тестван модулатор на интензитета Регулируемо DC захранване ±15V Оптичен измервател на мощност | Източник на лазерна светлина Тестван модулатор на интензитета Регулируемо DC захранване Осцилоскоп източник на сигнал (DC отклонение) |
| време за тестване | 20 мин.() | 5 мин. |
| Експериментални предимства | лесно за изпълнение | Сравнително точен тест Може да се получи едновременно DC полувълново напрежение и RF полувълново напрежение |
| Експериментални недостатъци | Дълго време и други фактори, тестът не е точен Директно изпитване с пътник DC полувълново напрежение | Сравнително дълго време Фактори като голяма грешка при преценка на изкривяване на формата на вълната и др., тестът не е точен |
Работи както следва:
(1) Метод на екстремните стойности
Методът на екстремните стойности се използва за измерване на полувълновото постоянно напрежение на електрооптичния модулатор. Първо, без модулационния сигнал, кривата на предавателната функция на електрооптичния модулатор се получава чрез измерване на постояннотоковото напрежение и промяната на интензитета на изходната светлина. От кривата на предавателната функция се определят точката на максималната и точката на минималната стойност и се получават съответните стойности на постояннотоковото напрежение Vmax и Vmin съответно. Накрая, разликата между тези две стойности на напрежението е полувълновото напрежение Vπ=Vmax-Vmin на електрооптичния модулатор.
(2) Метод за удвояване на честотата
Използваше се методът на удвояване на честотата за измерване на радиочестотното полувълново напрежение на електрооптичния модулатор. Добавяйки едновременно сигнала от компютъра за постоянно напрежение и променливотоковата модулация към електрооптичния модулатор, постоянното напрежение се регулира, когато интензитетът на изходната светлина се промени до максимална или минимална стойност. В същото време, на двуследовия осцилоскоп може да се наблюдава, че изходният модулиран сигнал ще се изкриви с удвояване на честотата. Единствената разлика между постоянното напрежение, съответстващо на две съседни изкривявания с удвояване на честотата, е радиочестотното полувълново напрежение на електрооптичния модулатор.
Резюме: Както методът на екстремни стойности, така и методът на удвояване на честотата могат теоретично да измерват полувълновото напрежение на електрооптичния модулатор, но за сравнение, методът на мощни стойности изисква по-дълго време за измерване, а по-дългото време за измерване ще се дължи на колебанията в изходната оптична мощност на лазера, които причиняват грешки в измерването. Методът на екстремни стойности трябва да сканира постояннотоковото отклонение с малка стъпка и едновременно с това да записва изходната оптична мощност на модулатора, за да получи по-точна стойност на постояннотоковото полувълново напрежение.
Методът на удвояване на честотата е метод за определяне на полувълновото напрежение чрез наблюдение на формата на вълната на удвояване на честотата. Когато приложеното напрежение на отклонение достигне определена стойност, възниква изкривяване на честотното умножение и изкривяването на формата на вълната не е твърде забележимо. Не е лесно да се наблюдава с просто око. По този начин неизбежно ще се причинят по-значителни грешки и това, което се измерва, е радиочестотното полувълново напрежение на електрооптичния модулатор.