[發(fā)明專利]一種馬赫?曾德爾電光調(diào)制器頻率響應(yīng)的測量裝置與方法

有效

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• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN105675260B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張尚劍;王恒;鄒新海;劉俊偉;張雅麗;陸榮國;劉永
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G06T1/00
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司51230
• 代理人: 徐金瓊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電子器件測試領(lǐng)域，具體涉及一種馬赫-曾德爾電光調(diào)制器頻率響應(yīng)的測量裝置與方法。

背景技術(shù)

馬赫-曾德爾電光調(diào)制器是光通信系統(tǒng)和微波光子鏈路中的關(guān)鍵器件，隨著工作速率和工作頻率的不斷提升或擴展，馬赫-曾德爾電光調(diào)制器的頻率響應(yīng)往往影響整個系統(tǒng)或者鏈路的性能，因此對馬赫-曾德爾電光調(diào)制器頻率響應(yīng)進行準確測量，以實現(xiàn)寬帶電-光信號轉(zhuǎn)換和優(yōu)化通信系統(tǒng)的傳輸能力非常重要。

目前，測量馬赫-曾德爾電光調(diào)制器頻率響應(yīng)方法主要有光譜分析法、掃頻法和外差法。其中，光譜分析法作為電-光型器件測量的典型方法(Y.Q.Shi,L.S.Yan,A.E.Willner,"High-speed electrooptic modulator characterization using optical spectrum analysis,"Journal of Lightwave Technology.2003,21(10):2358-2367；Y.Liao,H.J.Zhou,Z.Meng,"Modulation efficiency of a LiNbO₃ waveguide electro-optic intensity modulator operating at high microwave frequency,"Optics Letters.2009,34(12):1822-1824.)，該方法通過分析光調(diào)制信號光譜的邊帶幅度，獲得調(diào)制器件的調(diào)制系數(shù)和半波電壓，但是受限于目前商用光柵光譜分析儀，分辨率較低，并且易受到激光光源的線寬影響；掃頻法(X.M.Wu,J.W.Man,L.Xie,Y.Liu,X.Q.Qi,L.X.Wang,J.G.Liu,N.H.Zhu,"Novel method for frequency response measurement of optoelectronic devices,"IEEE Photon.Technol.Lett.,2012,24(7),575-577.)，該方法利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對電-光和光-電器件的組合體進行掃頻測量，獲得電-光器件的頻率響應(yīng)的同時引入了光-電型器件的不平坦響應(yīng)，需進行額外的校準，增加測量的難度和誤差；外差法(A.K.M.Lam,M.Fairburn,N.A.F.Jaeger,"Wide-band electro-optic intensity modulator frequency response measurement using an optical heterodyne down-conversion technique,"IEEE Translation.Microwave.Theory Tech.,2006,54(1):240-246；A.A.Chtcherbakov,R.J.Kisch,J.D.Bull,N.A.F.Jaeger"Optical Heterodyne Method for Amplitude and Phase Response Measurements for Ultra-wideband Electro-optic Modulators,"IEEE Photonics Technology Letters,2007,19(1):18-20)，該方法通過構(gòu)造下變頻系統(tǒng)，對待測電-光器件的頻率響應(yīng)進行測量，這一方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，會引入其它器件的影響，測量精度不高。目前對馬赫-曾德爾電光調(diào)制器頻率響應(yīng)的測量，特別是不同調(diào)制頻率下的半波電壓的測量仍缺乏簡單、準確、有效的測量方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有馬赫-曾德爾電光調(diào)制器測量中頻率分辨率低、校準困難、高帶寬需求的問題，提出一種馬赫-曾德爾電光調(diào)制器頻率響應(yīng)的測量裝置與方法，實現(xiàn)具有高分辨、無校準、低帶寬需求的電光調(diào)制器頻率響應(yīng)的準確測量。

一種馬赫-曾德爾電光調(diào)制器頻率響應(yīng)的測量裝置，其包括：激光器、待測馬赫-曾德爾電光調(diào)制器、第一信號源、第二信號源、第三信號源、合路器、光電探測器、頻譜分析模塊、以及控制及數(shù)據(jù)處理模塊；所述的第一信號源與第二信號源經(jīng)過合路器加載在待測馬赫-曾德爾電光調(diào)制器的驅(qū)動電極上，所述的第三信號源加載在待測馬赫-曾德爾電光調(diào)制器的偏置電極上；光電探測器用于將電光調(diào)制器輸出的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，然后利用頻譜分析模塊進行記錄與分析，控制及數(shù)據(jù)處理模塊對第一信號源、第二信號源的頻率進行掃頻控制，并同步提取與處理頻譜分析模塊中所需頻率成分的幅度信息，求出不同調(diào)制頻率下的半波電壓，即獲得待測馬赫-曾德爾電光調(diào)制器的頻率響應(yīng)。