Để đáp ứng nhu cầu thông tin ngày càng cao của con người, tốc độ truyền tải của hệ thống thông tin cáp quang ngày càng tăng lên. Mạng truyền thông quang học trong tương lai sẽ phát triển theo hướng mạng truyền thông cáp quang có tốc độ cực cao, dung lượng cực lớn, khoảng cách cực xa và hiệu suất phổ cực cao. Một máy phát là rất quan trọng. Bộ phát tín hiệu quang tốc độ cao chủ yếu bao gồm tia laser tạo ra sóng mang quang, thiết bị tạo tín hiệu điện điều chế và bộ điều biến quang điện tốc độ cao điều chỉnh sóng mang quang. So với các loại bộ điều biến bên ngoài khác, bộ điều biến quang điện lithium niobate có ưu điểm là tần số hoạt động rộng, độ ổn định tốt, tỷ lệ tuyệt chủng cao, hiệu suất làm việc ổn định, tốc độ điều chế cao, tiếng kêu nhỏ, khớp nối dễ dàng, công nghệ sản xuất trưởng thành, v.v. được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền dẫn quang tốc độ cao, dung lượng lớn và khoảng cách xa.
Điện áp nửa sóng là thông số vật lý rất quan trọng của bộ điều biến quang điện. Nó biểu thị sự thay đổi điện áp phân cực tương ứng với cường độ ánh sáng đầu ra của bộ điều biến quang điện từ mức tối thiểu đến mức tối đa. Nó xác định bộ điều biến quang điện ở mức độ lớn. Làm thế nào để đo chính xác và nhanh chóng điện áp nửa sóng của bộ điều biến quang điện có ý nghĩa rất lớn trong việc tối ưu hóa hiệu suất của thiết bị và nâng cao hiệu quả của thiết bị. Điện áp nửa sóng của bộ điều chế quang điện bao gồm DC (nửa sóng
điện áp và tần số vô tuyến) điện áp nửa sóng. Hàm truyền của bộ điều chế quang điện như sau:
Trong số đó phải kể đến công suất quang đầu ra của bộ điều chế quang điện;
Là công suất quang đầu vào của bộ điều biến;
Là tổn hao chèn của bộ điều chế quang điện;
Các phương pháp hiện có để đo điện áp nửa sóng bao gồm các phương pháp tạo giá trị cực trị và nhân đôi tần số, có thể đo điện áp nửa sóng một chiều (DC) và điện áp nửa sóng tần số vô tuyến (RF) của bộ điều biến, tương ứng.
Bảng 1 So sánh hai phương pháp thử nghiệm điện áp nửa sóng
| Phương pháp giá trị cực trị | Phương pháp nhân đôi tần số | |
| Thiết bị phòng thí nghiệm | Cung cấp năng lượng laser Bộ điều biến cường độ đang được thử nghiệm Nguồn điện DC có thể điều chỉnh ±15V Máy đo công suất quang | Nguồn ánh sáng laze Bộ điều biến cường độ đang được thử nghiệm Nguồn điện DC có thể điều chỉnh Máy hiện sóng nguồn tín hiệu (DC thiên vị) |
| thời gian thử nghiệm | 20 phút() | 5 phút |
| Ưu điểm thực nghiệm | dễ dàng thực hiện | Kiểm tra tương đối chính xác Có thể thu được điện áp nửa sóng DC và điện áp nửa sóng RF cùng một lúc |
| Nhược điểm thí nghiệm | Thời gian dài và các yếu tố khác, bài kiểm tra không chính xác Kiểm tra hành khách trực tiếp điện áp nửa sóng DC | Thời gian tương đối dài Các yếu tố như lỗi phán đoán méo dạng sóng lớn, v.v., thử nghiệm không chính xác |
Nó hoạt động như sau:
(1) Phương pháp giá trị cực trị
Phương pháp giá trị cực trị được sử dụng để đo điện áp nửa sóng DC của bộ điều biến quang điện. Đầu tiên, không có tín hiệu điều chế, đường cong hàm truyền của bộ điều biến quang điện có được bằng cách đo điện áp phân cực DC và sự thay đổi cường độ ánh sáng đầu ra, và từ đường cong hàm truyền Xác định điểm giá trị tối đa và điểm giá trị tối thiểu, và thu được giá trị điện áp DC tương ứng Vmax và Vmin tương ứng. Cuối cùng, sự khác biệt giữa hai giá trị điện áp này là điện áp nửa sóng Vπ=Vmax-Vmin của bộ điều biến quang điện.
(2) Phương pháp nhân đôi tần số
Nó đang sử dụng phương pháp nhân đôi tần số để đo điện áp nửa sóng RF của bộ điều biến quang điện. Thêm máy tính phân cực DC và tín hiệu điều chế AC vào bộ điều biến quang điện cùng lúc để điều chỉnh điện áp DC khi cường độ ánh sáng đầu ra thay đổi thành giá trị tối đa hoặc tối thiểu. Đồng thời, có thể quan sát trên máy hiện sóng vết kép rằng tín hiệu điều chế đầu ra sẽ xuất hiện hiện tượng méo gấp đôi tần số. Sự khác biệt duy nhất của điện áp DC tương ứng với hai biến dạng nhân đôi tần số liền kề là điện áp nửa sóng RF của bộ điều chế quang điện.
Tóm tắt: Về mặt lý thuyết, cả phương pháp giá trị cực trị và phương pháp nhân đôi tần số đều có thể đo điện áp nửa sóng của bộ điều biến quang điện, nhưng để so sánh, phương pháp giá trị mạnh đòi hỏi thời gian đo lâu hơn và thời gian đo lâu hơn sẽ là do Công suất quang đầu ra của tia laser dao động và gây ra sai số đo. Phương pháp giá trị cực trị cần quét độ lệch DC với giá trị bước nhỏ và ghi lại công suất quang đầu ra của bộ điều biến cùng lúc để thu được giá trị điện áp nửa sóng DC chính xác hơn.
Phương pháp nhân đôi tần số là phương pháp xác định điện áp nửa sóng bằng cách quan sát dạng sóng nhân đôi tần số. Khi điện áp phân cực ứng dụng đạt đến một giá trị cụ thể, hiện tượng méo nhân tần số sẽ xảy ra và độ méo dạng sóng không quá đáng chú ý. Không dễ để quan sát bằng mắt thường. Bằng cách này, chắc chắn sẽ gây ra nhiều lỗi nghiêm trọng hơn và thứ mà nó đo được là điện áp nửa sóng RF của bộ điều biến quang điện.