[發明專利]一種寬帶光電探測器響應度測試儀及其測試方法

有效

• 申請號: 201711194537.6
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107966172B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 張尚劍;王恒;鄒新海;王夢珂;張雅麗;劉永
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 51230 成都弘毅天承知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐金瓊;劉東

本發明公開一種光電探測器響應度測試儀及其測試方法，涉及光電子技術領域；包括依次光連接的光頻梳輸出模塊、雙驅強度調制模塊和待測光電探測器，還包括與待測光電探測器電連接的頻譜分析與數據處理模塊，還包括分別與雙驅強度調制模塊的兩個射頻輸入端連接信號源一和信號源二；本發明解決了這四個問題：(1)掃頻法無法擺脫對電光轉換器件的額外校準；(2)光外差法測量精度和穩定性不高；(3)強度噪聲法的信號比和動態范圍小；(4)移頻外差法受限于電光轉換器件帶寬，而造成的測量成本高、測量精度低和可靠性差，無法滿足超帶寬光電探測器響應度測量。

技術領域

本發明涉及光電子技術領域中的光電探測器響應度的測量技術，具體涉及一種光電探測器響應度測試儀及其測試方法。

背景技術

光電探測器是高速光纖通信和相干光通信系統必不可少的部分，能夠用于微波的信號的產生、恢復、檢測。隨著通信速率和帶寬的激增，光電探測器在實際應用中逐漸面臨著帶寬不足的挑戰，開發高速率、寬帶寬的光電探測器成為當前光電子器件研究領域的重要分支。其響應度特性由于反映了光電探測器速率、帶寬性能的主要參數，得到廣泛的關注與評價，同時響應度的評價對提高和優化整個通信系統的工作帶寬與速率也有著重要意義。

目前測量光電探測器的方法主要是掃頻法、光外差法、強度噪聲法、移頻外差法。掃頻法主要借助于矢量網絡分析儀，通過單次掃頻獲得電光轉換器件和光電轉換器件的掃響應度應度，測量方法簡單、方便，但為了單獨獲得光電轉換器件的響應度，則需要對電光轉換器件的響應度進行額外的校準，同時掃頻法的測量帶寬依賴于電光轉換器件和矢量網絡分析儀的帶寬，受限于超寬帶的光電探測器響應度的測量。外差法利用兩光束進行拍頻，獲得光電探測器的響應度，光頻率的可調范圍廣，因此能實現對100GHz以上帶寬的光電探測器響應度的測量，但是由于激光器輸出光束頻率不穩定，且兩束光相干性不好，使得很難準確地測量。強度噪聲法采用一個寬光譜的光源，輸出寬譜光信號接入光電探測器進行探測，直接獲得光電探測器的響應度，該測量方法簡單，且能對超帶寬的光電探測器進行測量，但仍受限于信噪比和動態范圍的影響。移頻外差法采用雙音調制信號和移頻信號進行拍頻，通過測量所需邊帶幅值，得到光電探測器的響應度，實現了高的動態范圍和穩定性的測量，同時擺脫了對電光轉換器件的額外校準，但是其測量帶寬仍受到電光轉換器件帶寬的限制，無法實現超帶寬光電探測器的響應度的測量。

發明內容

本發明的目的在于：從背景技術中可以看出現有的技術存在著這些問題：(1)強度噪聲法的信號比和動態范圍小；(2)移頻外差法受限于電光轉換器件帶寬，造成的測量成本高，無法滿足超帶寬光電探測器響應度測量的問題；(3)掃頻法無法擺脫對電光轉換器件的額外校準；(4)光外差法測量精度和穩定性不高；為了解決這四個問題，本發明提供一種寬帶光電探測器響應度測試儀及其測試方法。

本發明的技術方案如下：

一種光電探測器響應度測試儀，包括依次光連接的光頻梳輸出模塊、雙驅強度調制模塊和待測光電探測器，還包括與待測光電探測器電連接的頻譜分析與數據處理模塊，還包括分別與雙驅強度調制模塊的兩個射頻輸入端連接信號源一和信號源二。

同時，本發明公開一種光電探測器響應度測試儀的測試方法，包括以下步驟：

S1：光頻梳輸出模塊輸出光頻梳信號f_m進入雙驅強度調制模塊中，信號源一和信號源二正弦信號f₁和f₂分別加載到雙驅強度調制模塊兩個射頻輸入端。

S2：雙驅強度調制模塊輸出的光信號在待測光電探測器中經光電轉換后形成電信號，然后通過頻譜分析與數據處理模塊進行頻譜分析，獲得光頻梳信號和兩個正弦信號的線性組合頻率的幅度值。