一種測量電光相位調(diào)制器半波電壓的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測量電光相位調(diào)制器半波電壓的裝置和方法，包括依次連接的可調(diào)諧激光器、第一光耦合器、偏振控制器、待測電光相位調(diào)制器、第二光耦合器、光電探測器、頻譜分析儀，還包括微波信號源和聲光移頻器。本發(fā)明采用可調(diào)諧激光器輸出光載波通過第一光耦合器分成兩束，分別經(jīng)過聲光移頻器和待測電光相位調(diào)制器處理，再經(jīng)第二光耦合器合束，實現(xiàn)穩(wěn)定的拍頻，并通過載波拍頻和邊帶拍頻的幅度對比獲得電光相位調(diào)制器的半波電壓，具有分辨率高、精度高、準確性好、結構簡單、操作方便的優(yōu)點。
【專利說明】一種測量電光相位調(diào)制器半波電壓的裝置和方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及光電子【技術領域】，尤其涉及光纖通信技術和光電信號處理【技術領域】，具體是一種測量電光相位調(diào)制器半波電壓的裝置和方法。
【背景技術】
[0003]隨著數(shù)字光通信的發(fā)展，電光調(diào)制器在光通信中對信號處理的理論研究和實際應用都有十分重要的地位。電光相位調(diào)制器是光傳輸和光信號處理系統(tǒng)中的基本器件之一，隨著光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展越來越成熟，對于精確測量各調(diào)制頻率下的電光相位調(diào)制器的特性參數(shù)也越來越重要，半波電壓是電光相位調(diào)制器特性參數(shù)之一。隨著技術的發(fā)展，電光相位調(diào)制器半波電壓的測量方法得到很大的發(fā)展和改進，但高精度和高分辨率的電光相位調(diào)制器半波電壓測量方法仍需進一步的研究和改進。
[0004]目前測量電光相位調(diào)制器半波電壓的方法有:光譜分析法(Y.Shi, L.Yanand A.E.ffillner.High-speed electrooptic modulator characterization usingoptical spectrum analysis[J].Journal of Lightwave Technology, 2003, 21(10):2358-2367.)、FM-1M 轉換法(S.J.Zhang, X.X.Zhang, Y.Liu.Swept frequencymeasurement of electrooptic phase modulators using dispersive fibers[J].Chinese Physics Letters, 2012, 29 (8): 84217-84219.)和光外差法(R.E.Tench,J.-M.P.Delavaux, L.D.Tzeng, R.ff.Smith, L.L.Buhl and R.C.Alferness.Performance evaluation of waveguide phase modulators for coherent systems at1.3 and 1.5 μ m[J].Journal of Lightwave Technology, 1987, 5 (4):459-501.),其中，光譜分析法的分辨率受到光譜分析儀的分辨率限制，目前商用的光譜儀的分辨率為
0.01nm，對應頻率分辨率為1.25GHz左右，這造成頻率分辨率低、可測量的頻點少、測量精度較低的困難，以及測量儀器成本高的缺陷；FM-1M轉換法利用光纖色散效應將相位調(diào)制信號轉換為強度調(diào)制信號，通過頻譜分析儀測量電光相位調(diào)制器的半波電壓，提高了測量精度，由于色散累計作用與調(diào)制頻率的平方成正比，在低頻段，色散效應導致的相位調(diào)制到強度調(diào)制轉換作用不明顯，使得低頻段信號信噪比差，影響測量精度；結合光外差的頻譜分析方法在測量電光相位調(diào)制器半波電壓時，為了精確測量電光相位調(diào)制器半波電壓和避免相位調(diào)制信號在光電探測器上無法檢測，使用雙激光器和復雜的拍頻方法，使測量系統(tǒng)相對復雜與不穩(wěn)定，達不到精確測量電光相位調(diào)制器半波電壓的目的，仍存在許多技術難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于:針對上述存在的問題，提供一種測量電光相位調(diào)制器半波電壓的裝置和方法，達到簡化測量過程并提高測量精度的目的。 [0006]本發(fā)明采用的技術方案如下:本發(fā)明提供一種測量電光相位調(diào)制器半波電壓的裝置，包括依次連接的可調(diào)諧激光器、第一光耦合器、偏振控制器、待測電光相位調(diào)制器、第二光耦合器、光電探測器、頻譜分析儀，還包括微波信號源和聲光移頻器，所述微波信號源與待測電光相位調(diào)制器連接，所述聲光移頻器一端與偏振控制器共同連接到第一光耦合器，另一端與待測電光相位調(diào)制器共同連接到第二光耦合器。
[0007]對上述方案作進一步優(yōu)選，所述可調(diào)諧激光器為波長可調(diào)諧的半導體激光器或光纖激光器。
[0008]本發(fā)明還提供一種采用了上述裝置的測量電光相位調(diào)制器半波電壓的方法，該方法包括以下步驟:
S1:所述可調(diào)諧激光器輸出光載波通過第一光稱合器分成兩束，一束光載波經(jīng)偏振控制器輸入到待測電光相位調(diào)制器中并被由微波信號源輸出的正弦微波信號調(diào)制，另一束光載波經(jīng)過聲光移頻器進行移頻處理，這兩束經(jīng)過處理的光載波通過第二光耦合器耦合之后再進入光電探測器，光電探測器輸出電信號給頻譜分析儀進行分析、測量；
52:調(diào)節(jié)可調(diào)諧激光器輸出的光載波頻率為Wtl，聲光移頻器的移頻頻率為，微波信號源的調(diào)制頻率為，在頻譜分析儀上，觀測由可調(diào)諧激光器I的中心載波以及其左(左=±1，±2，±3，…)階調(diào)制邊帶來分別與聲光移頻器輸出頻率為ω(ι±ω/移頻光載波進行拍頻的拍頻信號，拍頻信號的頻率為ω f、kojm± ojf ；
53:設定一個k值，記錄頻譜分析儀中頻率為的信號幅度4和頻率為《,的信號幅度4，引入頻率為的響應度&和頻率為的響應度慫，通過求解方程:
【權利要求】
1.一種測量電光相位調(diào)制器半波電壓的裝置，其特征在于:包括依次連接的可調(diào)諧激光器(I)、第一光耦合器(2)、偏振控制器(3)、待測電光相位調(diào)制器(4)、第二光耦合器(7)、光電探測器(8)、頻譜分析儀(9)，還包括微波信號源(5)和聲光移頻器(6)，所述微波信號源(5 )與待測電光相位調(diào)制器(4)連接，所述聲光移頻器(6 ) 一端與偏振控制器(3 )共同連接到第一光耦合器(2)，另一端與待測電光相位調(diào)制器(4)共同連接到第二光耦合器(7)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種測量電光相位調(diào)制器半波電壓的裝置，其特征在于:所述可調(diào)諧激光器(I)為波長可調(diào)諧的半導體激光器或光纖激光器。
3.一種采用了上述裝置的測量電光相位調(diào)制器半波電壓的方法，其特征在于:該方法包括以下步驟: S1:所述可調(diào)諧激光器(I)輸出光載波通過第一光稱合器(2)分成兩束,一束光載波經(jīng)偏振控制器(3)輸入到待測電光相位調(diào)制器(4)中并被由微波信號源(5)輸出的正弦微波信號調(diào)制，另一束光載波經(jīng)過聲光移頻器(6 )進行移頻處理，這兩束經(jīng)過處理的光載波通過第二光耦合器(7 )耦合之后再進入光電探測器(8 )，光電探測器(8 )輸出電信號給頻譜分析儀(9)進行分析、測量； S2:調(diào)節(jié)可調(diào)諧激光器(I)輸出的光載波頻率為Wtl，聲光移頻器(6)的移頻頻率為 微波信號源(5)的調(diào)制頻率為，在頻譜分析儀(9)上，觀測由可調(diào)諧激光器(I)的中心載波以及其左(左=±1，±2，±3，...)階調(diào)制邊帶來分別與聲光移頻器(6)輸出頻率為ω C1 ± ω ,移頻光載波進行拍頻的拍頻信號,拍頻信號的頻率為ω f、kojm±ωf S3:設定一個k值，記錄頻譜分析儀(9)中頻率為的信號幅度4和頻率為OJf的信號幅度4，引入頻率為的響應度A和頻率為的響應度慫，通過求解方程:
【文檔編號】G01R19/00GK103645371SQ201310710717
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權日:2013年12月20日
【發(fā)明者】張尚劍, 王恒, 鄒新海, 尹歡歡, 劉永 申請人:電子科技大學