Para satisfacer la creciente demanda de información, la velocidad de transmisión de los sistemas de comunicación por fibra óptica aumenta día a día. La futura red de comunicación óptica evolucionará hacia una red de fibra óptica con velocidad ultrarrápida, gran capacidad, alcance ultralargo y eficiencia espectral ultraalta. El transmisor es fundamental. El transmisor de señal óptica de alta velocidad se compone principalmente de un láser que genera una portadora óptica, un dispositivo generador de señal eléctrica moduladora y un modulador electroóptico de alta velocidad que modula la portadora óptica. En comparación con otros tipos de moduladores externos, los moduladores electroópticos de niobato de litio presentan ventajas como un amplio rango de frecuencia de operación, buena estabilidad, alta relación de extinción, rendimiento estable, alta velocidad de modulación, baja distorsión armónica, fácil acoplamiento y tecnología de producción madura. Por ello, se utilizan ampliamente en sistemas de transmisión óptica de alta velocidad, gran capacidad y largo alcance.
La tensión de media onda es un parámetro físico crítico del modulador electroóptico. Representa el cambio en la tensión de polarización correspondiente a la intensidad de la luz de salida del modulador electroóptico desde el mínimo hasta el máximo. Determina en gran medida el funcionamiento del modulador electroóptico. Medir con precisión y rapidez la tensión de media onda del modulador electroóptico es fundamental para optimizar el rendimiento del dispositivo y mejorar su eficiencia. La tensión de media onda del modulador electroóptico incluye CC (media onda).
voltaje y radiofrecuencia) voltaje de media onda. La función de transferencia del modulador electroóptico es la siguiente:
Entre ellos se encuentra la potencia óptica de salida del modulador electroóptico;
¿Es la potencia óptica de entrada del modulador?
¿Es la pérdida de inserción del modulador electroóptico?
Los métodos existentes para medir la tensión de media onda incluyen la generación de valores extremos y los métodos de duplicación de frecuencia, que pueden medir la tensión de media onda de corriente continua (CC) y la tensión de media onda de radiofrecuencia (RF) del modulador, respectivamente.
Tabla 1. Comparación de dos métodos de prueba de voltaje de media onda.
| método de valores extremos | Método de duplicación de frecuencia | |
| Equipo de laboratorio | Fuente de alimentación láser Modulador de intensidad bajo prueba Fuente de alimentación CC ajustable ±15V Medidor de potencia óptica | fuente de luz láser Modulador de intensidad bajo prueba Fuente de alimentación de CC ajustable Osciloscopio fuente de señal (Polarización de CC) |
| tiempo de prueba | 20min() | 5 minutos |
| Ventajas experimentales | fácil de lograr | Prueba relativamente precisa Puede obtener voltaje de media onda de CC y voltaje de media onda de RF al mismo tiempo. |
| Desventajas experimentales | Debido al paso del tiempo y otros factores, la prueba no es precisa. Voltaje de media onda de CC para prueba directa de pasajeros | Tiempo relativamente largo Factores como la gran distorsión de la forma de onda, errores de juicio, etc., hacen que la prueba no sea precisa. |
Funciona de la siguiente manera:
(1) Método de valores extremos
El método de valores extremos se utiliza para medir la tensión de media onda de CC del modulador electroóptico. Primero, sin señal de modulación, se obtiene la curva de función de transferencia del modulador electroóptico midiendo la tensión de polarización de CC y la variación de la intensidad de la luz de salida. A partir de la curva de función de transferencia, se determinan los puntos de valor máximo y mínimo, obteniéndose así los valores de tensión de CC correspondientes, Vmax y Vmin. Finalmente, la diferencia entre estos dos valores de tensión es la tensión de media onda Vπ = Vmax - Vmin del modulador electroóptico.
(2) Método de duplicación de frecuencia
Se utilizó el método de duplicación de frecuencia para medir la tensión de media onda de RF del modulador electroóptico. Al mismo tiempo, se añadieron la señal de polarización de CC y la señal de modulación de CA al modulador electroóptico para ajustar la tensión de CC cuando la intensidad de la luz de salida alcanzaba un valor máximo o mínimo. Simultáneamente, se observó en el osciloscopio de doble trazo que la señal modulada de salida presentaba distorsión por duplicación de frecuencia. La única diferencia entre las tensiones de CC correspondientes a dos distorsiones de duplicación de frecuencia adyacentes era la tensión de media onda de RF del modulador electroóptico.
Resumen: Tanto el método de valores extremos como el de duplicación de frecuencia permiten medir teóricamente la tensión de media onda del modulador electroóptico. Sin embargo, el método de valores extremos requiere un tiempo de medición más prolongado, lo que se debe a las fluctuaciones de la potencia óptica de salida del láser y, por consiguiente, a errores de medición. El método de valores extremos requiere escanear la polarización de CC con un pequeño paso y registrar simultáneamente la potencia óptica de salida del modulador para obtener un valor de tensión de media onda de CC más preciso.
El método de duplicación de frecuencia consiste en determinar la tensión de media onda observando la forma de onda resultante. Cuando la tensión de polarización aplicada alcanza un valor determinado, se produce una distorsión por multiplicación de frecuencia, que no es muy perceptible a simple vista. Esto inevitablemente genera errores significativos, y lo que se mide es la tensión de media onda de radiofrecuencia del modulador electroóptico.