CN113589019B - 光相位调制器半波电压简化测定装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光相位调制器半波电压简化测定装置和方法，包括半导体激光器LD、光纤偏振控制器PC、待测试的光相位调制器PM、光幅度调制器AM和光功率计P，半导体激光器LD的输出光纤与光纤偏振控制器PC的输入光纤连接，光纤偏振控制器PC的输出光纤与光相位调制器PM的输入保偏光纤连接，光相位调制器PM的输出光纤与光幅度调制器AM的输入保偏光纤连接，光幅度调制器AM的输出光纤与光功率计P的探头连接，光相位调制器PM的射频输入口连接有射频信号线。本发明相比传统的半波电压测试方法，可实现快速测定并满足实际应用的重频要求，方法简单、使用方便。

Description

光相位调制器半波电压简化测定装置和方法
技术领域
本发明涉及光器件测试技术，具体为一种光相位调制器半波电压简化测定装置和方法。
背景技术
目前，在光纤通信、无线光通信和光纤传感领域中的光相位调制器是一种举足轻重的光器件，光波通过光相位调制器，射频(RF)电压加载在光相位调制器的射频输入口上对光波的相位进行调制。但在使用中往往需要确定其半波电压，也就是使光波相位改变半个波长(π)的射频驱动电压。
传统测试光相位调制器半波电压的常用方法如图2所示，包括保偏光纤输出光功率稳定的半导体激光器LD1、光纤偏振控制器PC2、3dB光纤耦合器ⅠC6、待测试的带输入输出光纤的光相位调制器PM3、3dB光纤耦合器ⅡC8、连接两个3dB光纤耦合器的附加光纤7和光功率计P5。其原理是：用可调直流电源调整直流DC电压的大小，使输出的光功率为最大(或最小)，记下此时的电压值，然后继续增大调制电压，使调制器输出光功率为最小(或最大)，记录下此时的电压值，对两次测量得到的电压值相减，其差值便是半波电压值。
该测试方法的最大不足是需要附加光纤7，其长度要求与光相位调制器所带尾纤长度精确匹配。此外，所测试的是直流半波电压，与实际应用的具有一定重频的射频电压的半波电压有一定差别，重频越高，其半波电压越大。而此时所测的直流半波电压偏小，只能作为参考。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种可实现快速测定并满足重频要求的光相位调制器半波电压简化测定装置和方法。
能够解决上述技术问题的光相位调制器半波电压简化测定装置，其技术方案包括依次连接的半导体激光器LD、光纤偏振控制器PC、待测试的光相位调制器PM、光幅度调制器AM和光功率计P，射频信号同轴线与光相位调制器PM的射频输入口相连，在无射频电压加载于光相位调制器PM时，调节光纤偏振控制器PC的两个旋钮，使光功率计P显示的光功率最大即锁定光纤偏振控制器PC的状态，用具有一定重频的射频信号驱动光相位调制器PM，调节射频信号的电压大小，使光功率计P显示的光功率最大时的射频信号电压即为半波电压。
相比传统技术的半波电压测试方法，本发明可实现快速测定并满足实际应用的重频要求
进一步，所述光相位调制器PM的输入端光纤通过光纤法兰盘与光纤偏振控制器PC的输出端光纤相连，光相位调制器PM的输出端光纤通过光纤法兰盘与光幅度调制器AM的输入端光纤相连。
再进一步，所述光相位调制器PM的输入端光纤为保偏光纤，输出端光纤为常规光纤。
常规上，所述光相位调制器PM为商用化产品。
所述光纤偏振控制器PC采用光纤嵌入式机械式调节器件。
采用本发明光相位调制器半波电压简化测定装置测定光相位调制器半波电压的方法，其方案步骤为：
1、各个光器件通过光纤连接：
保偏光纤输出光功率稳定的半导体激光器LD与光纤偏振控制器PC的输入光纤连接，光纤偏振控制器PC的输出光纤与待测试的光相位调制器PM的输入保偏光纤连接，待测试的光相位调制器PM的输出光纤与光幅度调制器AM的输入保偏光纤连接，光幅度调制器AM的输出光纤与光功率计P的探头连接。
2、光纤偏振控制器PC的状态锁定：
在无射频电压加载于光相位调制器PM时，调节光纤偏振控制器PC的两个旋钮，使光功率计P显示的光功率最大即锁定光纤偏振控制器PC的状态。
3、半波电压测试：
射频信号同轴线与光相位调制器PM的射频输入口相连，用具有一定重频的射频信号驱动光相位调制器PM，调节射频信号的电压大小，使光功率计P显示的光功率最大时的射频信号电压即为半波电压。
本发明的有益效果：
1、本发明光相位调制器半波电压简化测定装置和方法，提高了测定效率，可免除传统测定方法中需要长度精确匹配的附加光纤。
2、本发明能实时测出实际应用重频射频信号的半波电压，比传统方法测试的半波电压更准确。
3、本发明结构简单，易于组装，使用方便。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的测试原理图。
图2为传统技术光相位调制器半波电压测试方法的原理图。
图号标识：1、半导体激光器LD；2、光纤偏振控制器PC；3、光相位调制器PM；4、光幅度调制器AM；5、光功率计P；6、3dB光纤耦合器ⅠC，7、附加光纤；8、3dB光纤耦合器ⅡC。
具体实施方式
下面结合附图所示实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。
本发明光相位调制器半波电压简化测定装置实施例：
本发明光相位调制器半波电压简化测定装置，包括依次连接的保偏光纤输出光功率稳定的半导体激光器LD1，光纤偏振控制器PC2，待测试的光相位调制器PM3(商用产品)，光幅度调制器AM4和光功率计P5，射频信号同轴线与光相位调制器PM3的射频输入口相连，如图1所示。
在无射频电压加载于光相位调制器PM3时，调节光纤偏振控制器PC2的两个旋钮，使光功率计P5显示的光功率最大即锁定光纤偏振控制器PC2的状态。
用具有一定重频的射频信号驱动光相位调制器PM3，调节射频信号的电压大小，使光功率计P5显示的光功率最大时的射频信号电压即为半波电压。
本实施例的光相位调制器PM3的最高工作射频重频为12.5GHz，输入光纤为保偏光纤，输出光纤为常规光纤。
本实施例所测光相位调制器PM3射频重频为10GHz时的半波电压为5.6V。
本实施例的光纤偏振控制器PC2为光纤嵌入式机械式调节器件。
本实施例的半导体激光器LD1输出激光波长为1550.92nm，输出光功为+10dBm，输出光纤为保偏光纤，光纤长度无要求。
本实施例的光相位调制器PM3为铌酸锂(LiNO3)相位调制器。
本实施例的光幅度调制器AM4为铌酸锂(LiNO3)幅度调制器，该光幅度调制器AM4不加偏置电压，输入光纤为保偏光纤，输出光纤为常规光纤。
本实施例所述光相位调制器PM3和光幅度调制器AM4的输入、输出尾纤长度均为1m。
本实施例所述光纤偏振控制器PC2的嵌入光纤为常规光纤，光纤长度为30cm。
本发明光相位调制器半波电压简化测定方法实施例：
本发明光相位调制器半波电压简化测定方法，即为上述光相位调制器半波电压简化测定装置实施例的测定方法，包括如下方案步骤：
1、各个光器件通过光纤连接。
半导体激光器LD1与光纤偏振控制器PC2的输入光纤连接，光纤偏振控制器PC2的输出光纤与待测试的光相位调制器PM3的输入保偏光纤连接，待测试的光相位调制器PM3的输出光纤与光幅度调制器AM4的输入保偏光纤连接，光幅度调制器AM4的输出光纤与光功率计P5的探头连接。
各个光纤之间的连接均采用光纤法兰盘。
2、光纤偏振控制器PC2的状态锁定。
在无射频电压加载于光相位调制器PM3时，调节光纤偏振控制器PC2的两个旋钮，使光功率计P5显示的光功率最大即锁定光纤偏振控制器PC2的状态。
所述光纤偏振控制器PC2为光纤嵌入式机械式调节器件。
3、半波电压测试。
射频信号同轴线与光相位调制器PM3的射频输入口相连，用具有一定重频的射频信号驱动光相位调制器PM3，调节射频信号的电压大小，使光功率计P5显示的光功率最大时的射频信号电压即为半波电压。
上述实施例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此。凡在本发明的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.光相位调制器半波电压简化测试装置，其特征在于：
包括依次连接的半导体激光器LD(1)、光纤偏振控制器PC(2)、待测试的光相位调制器PM(3)、光幅度调制器AM(4)和光功率计P(5)，射频信号同轴线与光相位调制器PM(3)的射频输入口相连，在无射频电压加载于光相位调制器PM(3)时，调节光纤偏振控制器PC(2)的两个旋钮，使光功率计P(5)显示的光功率最大即锁定光纤偏振控制器PC(2)的状态，用具有一定重频的射频信号驱动光相位调制器PM(3)，调节射频信号的电压大小，使光功率计P(5)显示的光功率最大时的射频信号电压即为半波电压；
保偏光纤输出光功率稳定的半导体激光器LD(1)与光纤偏振控制器PC(2)的输入光纤连接，光纤偏振控制器PC(2)的输出光纤与待测试的光相位调制器PM(3)的输入保偏光纤连接，待测试的光相位调制器PM(3)的输出光纤与光幅度调制器AM(4)的输入保偏光纤连接，光幅度调制器AM(4)的输出光纤与光功率计P(5)的探头连接。
2.根据权利要求1所述的光相位调制器半波电压简化测试装置，其特征在于：所述光相位调制器PM(3)的输入端光纤通过光纤法兰盘与光纤偏振控制器PC(2)的输出端光纤相连，光相位调制器PM(3)的输出端光纤通过光纤法兰盘与光幅度调制器AM(4)的输入端光纤相连。
3.根据权利要求2所述的光相位调制器半波电压简化测试装置，其特征在于：所述光相位调制器PM(3)的输入端光纤为保偏光纤，输出端光纤为常规光纤。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的光相位调制器半波电压简化测试装置，其特征在于：所述光相位调制器PM(3)为商用化产品。
5.根据权利要求1～3中任意一项所述的光相位调制器半波电压简化测试装置，其特征在于：所述光纤偏振控制器PC(2)为光纤嵌入式机械式调节器件。
6.光相位调制器半波电压简化测试方法，其特征在于采用了如权利要求1～3中任意一项所述的光相位调制器半波电压简化测试装置，其方案步骤为：
①、各个光器件通过光纤连接：
保偏光纤输出光功率稳定的半导体激光器LD(1)与光纤偏振控制器PC(2)的输入光纤连接，光纤偏振控制器PC(2)的输出光纤与待测试的光相位调制器PM(3)的输入保偏光纤连接，待测试的光相位调制器PM(3)的输出光纤与光幅度调制器AM(4)的输入保偏光纤连接，光幅度调制器AM(4)的输出光纤与光功率计P(5)的探头连接；
②、光纤偏振控制器PC(2)的状态锁定：
在无射频电压加载于光相位调制器PM(3)时，调节光纤偏振控制器PC(2)的两个旋钮，使光功率计P(5)显示的光功率最大即锁定光纤偏振控制器PC(2)的状态；
③、半波电压测试：
射频信号同轴线与光相位调制器PM(3)的射频输入口相连，用具有一定重频的射频信号驱动光相位调制器PM(3)，调节射频信号的电压大小，使光功率计P(5)显示的光功率最大时的射频信号电压即为半波电压。
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