CN111025000B - 一种相位调制器的半波电压测量方法和测试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种相位调制器的半波电压测量方法和测试系统，测量方法的步骤依次为产生两束功率相同的激光；将两束激光耦合为一束光信号，并将该光信号输入待测的相位调制器；待测的相位调制器对光信号进行调制，将调制后的光信号进行密集波分复用技术处理，输出完好的的载波和一阶边带信号；将经过密集波分复用技术处理的光信号转换为电信号，并得到对应的电谱图和功率参数，根据功率参数计算半波电压。本发明通过数值计算的测量方法，能够有效提高测量精度；同时，本发明设计的测试系统光路结构简单，易于搭建，系统稳定，从而降低了测量成本。

Description

一种相位调制器的半波电压测量方法和测试系统
技术领域
本发明属于光纤通信和光电子技术领域，特别涉及了一种相位调制器的参数测量技术。
背景技术
相位调制器在光通信、微波光子学等领域有广泛的应用。电光相位调制器的基本原理是利用晶体或各向异性聚合物的光电效应，即通过改变晶体或各向异性聚合物的外加电压来使其折射率改变，从而改变光波相位。半波电压是相位调制器最重要的参数之一，它表示相位调制器引起相位延迟为π时所对应的偏置电压的改变量，半波电压表征了相位调制器的调制效率和调制功耗，很大程度上决定了相位调制器的性能。目前常见的几种测量电光相位调制器半波电压的方法是光谱分析法倍频调制法和极值测量法。光谱分析法的基本原理是利用正弦信号对待测相位调制器的光波进行调制，并将相位调制器的输出光信号输入光谱分析仪进行分析，得到光波的边带和副载波的相对强度，并且由此计算出相位调制器的半波电压。但是该方法测量频率分辨率低，所得的半波电压测量值少，造成某些需要测量的功率点的半波电压无法通过直接测量得出。
倍频调制法的基本原理是同时加载直流电压和交流信号，当直流电压调到输出光强出现极值所对应的电压值时，输出的交流信号将出现倍频失真，出现倍频失真所对应的直流电压之差即为半波电压。测量方法比较精确，但是调制法对调节的要求很高，很难调到最佳状态。
极值测量法的基本原理是不在相位调制器上加载调制信号，只加载一个直流电压，当逐渐改变所加载直流电压的大小时，可以通过所设计的干涉仪光路的输出光强的大小来判断极值点，相邻极大值和极小值所对应的直流电压之差即为半波电压。这种测量方法相对也比较简便，但是由于光源等因素的不稳定性，使得这种方法的测量精度有限。此外，极值法测量半波电压还会有光路光程差敏感不稳定，系统复杂，成本高，易受外界环境影响等缺点。
发明内容
为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了一种相位调制器的半波电压测量方法和测试系统。
为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：
一种相位调制器的半波电压测量方法，包括以下步骤：
(1)产生两束激光，这两束激光的功率相同；
(2)将步骤(1)产生的两束激光耦合为一束光信号，并将该光信号输入待测的相位调制器；
(3)待测的相位调制器根据调制信号对输入的光信号进行调制，将调制后的光信号进行波分复用技术处理，输出完好的的载波和一阶边带信号；
(4)将经过波分复用技术处理的光信号转换为电信号，并得到对应的电谱图；
(5)根据电谱图得到信号的功率参数，通过下式计算待测的相位调制器的半波电压值：
Figure BDA0002332979750000021
上式中，Vπ为半波电压，V0为步骤(3)中调制信号的幅值，P0为信号的载波功率，P1为信号的一阶边带功率。
进一步地，在步骤(1)中，两束激光的频率差为步骤(3)中调制信号频率的2倍。
一种相位调制器的半波电压测试系统，包括两个激光发生器、3dB耦合器、微波信号发生器、密集波分复用器、光电传感器和示波器；两个激光发生器的输出端分别与3dB耦合器的输入端相连，3dB耦合器的的输出端和微波信号发生器的输出端分别与待测的相位调制器的输入端相连，将待测的相位调制器的输出端口与密集波分复用器的输入端相连，选取密集波分复用器中能够保留完好载波和一阶边带信号的通道作为输出端，与光电传感器的输入端相连，光电传感器的输出端与示波器相连；所述两个激光发生器分别产生功率相等的两束激光，两束激光经3dB耦合器耦合成一束光信号，将这一束光信号输入待测的相位调制器中，同时微波信号发生器产生调制信号并输入待测的相位调制器中，待测的相位调制器根据调制信号对光信号进行调制，并将调制后的光信号输入密集波分复用器中处理，经波分复用处理的光信号输入光电传感器转换为相应的电信号，将电信号输入示波器中得到信号的电谱图和功率参数。
进一步地，所述激光发生器为可调谐激光发生器。
进一步地，所述密集波分复用器能够用阵列波导光栅代替。
采用上述技术方案带来的有益效果：
对比现有的倍频调制法与极值测量法，其计算方法需要通过主观判断取值，而本发明通过数值计算的测量方法，能够有效提高测量精度；由于光谱分析仪分辨率的有限性，本发明采用示波器能有效提高测量频率的分辨率；本发明设计的测试系统光路结构简单，易于搭建，系统稳定，从而降低了测量成本。
附图说明
图1是本发明的测量方法流程图；
图2是本发明的测试系统框图；
标号说明：1、激光发生器；2、3dB耦合器；3、微波信号发生器；4、密集波分复用器；5、光电传感器；6、示波器；7、待测的相位调制器。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1所示，一种相位调制器的半波电压测量方法，步骤如下：
步骤1：产生两束激光，这两束激光的功率相同；
步骤2：将步骤1产生的两束激光耦合为一束光信号，并将该光信号输入待测的相位调制器；
步骤3：待测的相位调制器根据调制信号对输入的光信号进行调制，将调制后的光信号进行波分复用技术处理，输出完好的的载波和一阶边带信号；
步骤4：将经过波分复用技术处理的光信号转换为电信号，并得到对应的电谱图；
步骤5：根据电谱图得到信号的功率参数，通过下式计算待测的相位调制器的半波电压值：
Figure BDA0002332979750000041
上式中，Vπ为半波电压，V0为步骤(3)中调制信号的幅值，P0为信号的载波功率，P1为信号的一阶边带功率。
在本发明中，步骤1中产生的两束激光的频率差为步骤3中调制信号频率的2倍。
如图2所示，一种相位调制器的半波电压测试系统，包括两个激光发生器、3dB耦合器、微波信号发生器、密集波分复用器、光电传感器和示波器；两个激光发生器的输出端分别与3dB耦合器的输入端相连，3dB耦合器的的输出端和微波信号发生器的输出端分别与待测的相位调制器的输入端相连，相待测的相位调制器的输出端口与密集波分复用器的输入端相连，选取密集波分复用器中能够保留完好载波和一阶边带信号的通道作为输出端，与光电传感器的输入端相连，光电传感器的输出端与示波器相连；所述两个激光发生器分别产生功率相等的两束激光，两束激光经3dB耦合器耦合成一束光信号，将这一束光信号输入待测的相位调制器中，同时微波信号发生器产生调制信号并输入待测的相位调制器中，待测的相位调制器根据调制信号对光信号进行调制，并将调制后的光信号输入密集波分复用器中处理，经波分复用处理的光信号输入光电传感器转换为相应的电信号，将电信号输入示波器中得到信号的电谱图和功率参数。
在本发明中，上述激光发生器采用可调谐激光发生器。上述密集波分复用器可替换成其他可以达到相同信号处理功能的器件，例如阵列波导光栅(AWG)。待测的相位调制器所调制的光信号是由可调谐激光器所产生的两束功率相同且有特定频率差的光信号通过3db耦合器耦合得到的，以实现对调制光信号的边带抑制效果。用密集波分复用器对调制后的光信号做进一步处理，通过密集波分复用器等类似器件对光信号的滤波选通作用进一步增强边带抑制效果，同时选取所适用半波电压数值计算的光谱波段。
在本实施例中，确定密集波分复用器性能参数，假设密集波分复用器每个通道带宽为50GHz(即波长间隔0.4nm)，波长范围为1550～1551.6nm，包括4个输出端口，本实施例选取密集波分复用器的第一个输出端口(波长范围为1550～1550.4nm)与光电传感器的输入端口连接。则可以确定其中一个可调谐激光发生器可以产生一束波长为1550.1nm的激光，又假设微波信号发生器产生频率为25GHz的调制信号，则另一个可调谐激光发生器产生一束波长为1549.7nm的激光。
实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种相位调制器的半波电压测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)产生两束激光，这两束激光的功率相同；
(2)将步骤(1)产生的两束激光耦合为一束光信号，并将该光信号输入待测的相位调制器；
(3)待测的相位调制器根据调制信号对输入的光信号进行调制，将调制后的光信号进行密集波分复用技术处理，输出完好的载波和一阶边带信号；
(4)将经过密集波分复用技术处理的光信号转换为电信号，并得到对应的电谱图；
(5)根据电谱图得到信号的功率参数，通过下式计算待测的相位调制器的半波电压值：
Figure FDA0002332979740000011
上式中，Vπ为半波电压，V0为步骤(3)中调制信号的幅值，P0为信号的载波功率，P1为信号的一阶边带功率。
2.根据权利要求1所述相位调制器的半波电压测量方法，其特征在于，在步骤(1)中，两束激光的频率差为步骤(3)中调制信号频率的2倍。
3.一种相位调制器的半波电压测试系统，其特征在于：包括两个激光发生器、3dB耦合器、微波信号发生器、密集波分复用器、光电传感器和示波器；两个激光发生器的输出端分别与3dB耦合器的输入端相连，3dB耦合器的输出端和微波信号发生器的输出端分别与待测的相位调制器的输入端相连，将待测的相位调制器的输出端口与密集波分复用器的输入端相连，选取密集波分复用器中能够保留完好载波和一阶边带信号的通道作为输出端，与光电传感器的输入端相连，光电传感器的输出端与示波器相连；所述两个激光发生器分别产生功率相等的两束激光，两束激光经3dB耦合器耦合成一束光信号，将这一束光信号输入待测的相位调制器中，同时微波信号发生器产生调制信号并输入待测的相位调制器中，待测的相位调制器根据调制信号对光信号进行调制，并将调制后的光信号输入密集波分复用器中处理，经密集波分复用处理的光信号输入光电传感器转换为相应的电信号，将电信号输入示波器中得到信号的电谱图和功率参数。
4.根据权利要求3所述相位调制器的半波电压测试系统，其特征在于：所述激光发生器为可调谐激光发生器。
5.根据权利要求3所述相位调制器的半波电压测试系统，其特征在于：所述密集波分复用器能够用阵列波导光栅代替。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1404037A2 (en) * 2002-09-26 2004-03-31 Corning Incorporated Modulator and method for generating variable duty cycle optical pulses
CN101713701A (zh) * 2009-11-16 2010-05-26 浙江大学 基于外差技术测试相位调制器半波电压装置及方法
CN102706540A (zh) * 2012-06-18 2012-10-03 电子科技大学 一种相位调制器半波电压测量系统及测量方法
CN102798750A (zh) * 2012-08-17 2012-11-28 华中科技大学 一种电光调制器的半波电压的测量方法及测量系统
CN103424618A (zh) * 2013-07-01 2013-12-04 闽南师范大学 一种光子型微波频率测量方法及装置
CN103645371A (zh) * 2013-12-20 2014-03-19 电子科技大学 一种测量电光相位调制器半波电压的装置和方法
CN103837329A (zh) * 2014-02-20 2014-06-04 安徽问天量子科技股份有限公司 确定相位调制器半波电压的方法
CN104020334A (zh) * 2014-05-28 2014-09-03 江苏金迪电子科技有限公司 一种电光相位调制器半波电压测量系统及测量方法
CN205484522U (zh) * 2016-04-01 2016-08-17 华南师范大学 一种相位调制器半波电压测量系统
CN106443126A (zh) * 2016-09-12 2017-02-22 湖南工学院 一种测量电光晶体半波电压的方法与装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7761012B2 (en) * 2006-01-12 2010-07-20 Nec Laboratories America, Inc. Optical communication system and method for generating dark return-to zero and DWDM optical MM-Wave generation for ROF downstream link using optical phase modulator and optical interleaver
CN106505403B (zh) * 2016-12-05 2023-04-25 华南理工大学 一种基于光学反馈产生的重复频率可调光频梳

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1404037A2 (en) * 2002-09-26 2004-03-31 Corning Incorporated Modulator and method for generating variable duty cycle optical pulses
CN101713701A (zh) * 2009-11-16 2010-05-26 浙江大学 基于外差技术测试相位调制器半波电压装置及方法
CN102706540A (zh) * 2012-06-18 2012-10-03 电子科技大学 一种相位调制器半波电压测量系统及测量方法
CN102798750A (zh) * 2012-08-17 2012-11-28 华中科技大学 一种电光调制器的半波电压的测量方法及测量系统
CN103424618A (zh) * 2013-07-01 2013-12-04 闽南师范大学 一种光子型微波频率测量方法及装置
CN103645371A (zh) * 2013-12-20 2014-03-19 电子科技大学 一种测量电光相位调制器半波电压的装置和方法
CN103837329A (zh) * 2014-02-20 2014-06-04 安徽问天量子科技股份有限公司 确定相位调制器半波电压的方法
CN104020334A (zh) * 2014-05-28 2014-09-03 江苏金迪电子科技有限公司 一种电光相位调制器半波电压测量系统及测量方法
CN205484522U (zh) * 2016-04-01 2016-08-17 华南师范大学 一种相位调制器半波电压测量系统
CN106443126A (zh) * 2016-09-12 2017-02-22 湖南工学院 一种测量电光晶体半波电压的方法与装置

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A versatile,C-band spanning,high repetition rate,cascaded four wave mixing based multi-wavelength source;Vikram,B.S.et al.;《PROCEEDINGS OF SPIE》;20180215;第105161K-1-105161K-6页 *
Optical Modulator Half-Wave Voltage Measurement Using Opposite-Phase Sine Waves;Tiago Sutili et al.;《JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY》;20160501;第34卷(第9期);第2152-2157页 *
一种基于半导体光放大器的Ku波段;胡才雨等;《电子器件》;20180228;第41卷(第1期);第45-49页 *
大动态范围微波光子链路的研究;李向华;《中国博士学位论文全文数据库信息科技辑》;20160815(第8期);第I135-3页 *
高速电光相位调制器的高频特性测试研究;包小斌;《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》;20140115(第1期);第I135-540页 *

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