[發明專利]一種馬赫曾德爾調制器半波電壓的測試方法

有效

• 申請號: 202210291049.1
• 申請日: 2022-03-23
• 公開（公告）號: CN114814331B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 張尚劍;衡英杰;徐映;朱峻峰;劉永
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種馬赫曾德爾調制器半波電壓的測試方法。本發明中激光器輸出的光載波進入待測馬赫曾德爾調制器，一個正弦電信號加載到待測馬赫曾德爾調制器的調制端，另一個正弦電信號加載到待測馬赫曾德爾調制器的偏置端，調制后的光信號進入光電探測器進行拍頻，改變待測馬赫曾德爾調制器偏置端加載電信號的幅度平均值，得到兩組頻譜圖，對兩組頻譜圖中的數據進行分析得到待測馬赫曾德爾調制器的調制系數，進而得到其半波電壓。該方法適用于任意分光比的馬赫曾德爾調制器，而且可以分別測試馬赫曾德爾調制器調制端和偏置端的半波電壓，具有裝置簡單、操作方便、分辨率高的優點。

技術領域

本發明屬于光電子器件測試領域，具體是一種馬赫曾德爾調制器半波電壓的測試方法。

背景技術

馬赫曾德爾調制器是光通信系統和微波光子鏈路中的關鍵器件，半波電壓，即將電信號調制到光載波上使光載波的光功率從最大變化到最小對應的兩個電壓差值，與驅動信號的頻率有關，作為馬赫曾德爾調制器最重要的參數之一，實現其精確測量對馬赫曾德爾調制器的性能表征非常重要。

測量馬赫曾德爾調制器半波電壓的方法，一種比較常用的方法是極值法。該方法只使用一個直流源，直接測量輸出光信號的光強隨直流電壓的變化情況，得到馬赫曾德爾調制器的傳輸曲線，從該曲線上獲取光信號輸出光強最大值和最小值對應的直流電壓值，二者之差即為馬赫曾德爾調制器的半波電壓。該方法的缺點是需要較長的測試時間，而且測試精度低。因為如果要得到精度比較高的半波電壓值，就需要盡可能減少直流電壓的步進值，從而增大了測試時間，而測試時間的增加也會使激光器輸出光功率的波動引起的誤差更大。另外，該方法只能得到馬赫曾德爾調制器偏置端的靜態半波電壓，無法得到當馬赫曾德爾調制器的調制端或偏置端加載電信號時的動態半波電壓。

另一種方法是倍頻法，該方法將直流電壓和交流電信號分別加載到馬赫曾德爾調制器的偏置端和調制端，通過調節直流偏壓，當輸出光強出現極大值或極小值時，在示波器上可以觀察到調制信號會出現倍頻失真的現象。相鄰兩次倍頻失真對應的直流電壓之差就是馬赫曾德爾調制器調制端的半波電壓。該方法的缺點是當直流偏壓加載到一定程度時，不易觀察到失真的現象，而且通過觀察波形的方法得到的結果也比較粗略。此外該方法只能測試馬赫曾德爾調制器調制端的半波電壓，不能測試馬赫曾德爾調制器偏置端的半波電壓。

上述兩種方法都只能對調制器單個端口的半波電壓進行測試，而且測試精度較低，因此亟需要一種快速方便又準確的測試方法來同時實現馬赫曾德爾調制器調制端和偏置端半波電壓的測試。

發明內容

本發明的目的是提供一種測量方法，對馬赫曾德爾調制器的半波電壓進行測量。該方法適用于任意分光比的馬赫曾德爾調制器，可以分別實現調制端和偏置端半波電壓的測試，而且裝置簡單、操作方便、分辨率高。

本發明采用的技術方案如下：

步驟a：搭建測試裝置，激光器(1)輸出的光載波直接送入待測馬赫曾德爾調制器(2)，信號發生模塊(3-1)輸出頻率為f_d，幅度為V_d的正弦電信號加載到待測馬赫曾德爾調制器的調制端，信號發生模塊(3-2)輸出頻率為f₁，幅度平均值為V₁的正弦電信號加載到待測馬赫曾德爾調制器的偏置端，調制后的光信號被送入光電探測器(4)進行拍頻，頻譜分析模塊(5)對獲取到的拍頻信號進行分析測量；

步驟b：調節V₁，使光電探測器(4)輸出的頻率為f₁±f_d的譜線幅度最大，記為A(f₁±f_d)；步驟c：調節V₁，使光電探測器(4)輸出的頻率為f₁的譜線幅度最大，記為A(f₁)；

步驟d：將步驟b測量得到的A(f₁±f_d)和步驟c測量得到的A(f₁)，按照下式