Kako bi se zadovoljila rastuća potražnja ljudi za informacijama, brzina prijenosa optičkih komunikacijskih sistema raste iz dana u dan. Buduća optička komunikacijska mreža razvijat će se prema optičkoj komunikacijskoj mreži s ultra velikom brzinom, ultra velikim kapacitetom, ultra velikim udaljenostima i ultra visokom spektralnom efikasnošću. Predajnik je ključan. Predajnik optičkog signala velike brzine uglavnom se sastoji od lasera koji generira optički nosač, modulirajućeg uređaja za generiranje električnog signala i brzog elektrooptičkog modulatora koji modulira optički nosač. U usporedbi s drugim vrstama vanjskih modulatora, elektrooptički modulatori litijum niobata imaju prednosti široke radne frekvencije, dobre stabilnosti, visokog omjera ekstinkcije, stabilnih radnih performansi, visoke brzine modulacije, malog cvrkutanja, jednostavnog spajanja, zrele tehnologije proizvodnje itd. Široko se koristi u optičkim prijenosnim sistemima velike brzine, velikog kapaciteta i na velike udaljenosti.
Poluvalni napon je vrlo važan fizički parametar elektrooptičkog modulatora. Predstavlja promjenu napona prednapona koji odgovara izlaznom intenzitetu svjetlosti elektrooptičkog modulatora od minimalnog do maksimalnog. U velikoj mjeri određuje elektrooptički modulator. Kako precizno i brzo izmjeriti poluvalni napon elektrooptičkog modulatora je od velikog značaja za optimizaciju performansi uređaja i poboljšanje njegove efikasnosti. Poluvalni napon elektrooptičkog modulatora uključuje DC (poluvalni
napon i radiofrekvencija) polutalasni napon. Prenosna funkcija elektrooptičkog modulatora je sljedeća:
Među njima je i izlazna optička snaga elektrooptičkog modulatora;
Je ulazna optička snaga modulatora;
Je li uneseni gubitak elektrooptičkog modulatora;
Postojeće metode za mjerenje poluvalnog napona uključuju metode generiranja ekstremnih vrijednosti i udvostručenja frekvencije, koje mogu mjeriti poluvalni napon jednosmjerne struje (DC) i poluvalni napon radiofrekvencije (RF) modulatora, respektivno.
Tabela 1 Poređenje dvije metode ispitivanja polutalasnog napona
| Metoda ekstremnih vrijednosti | Metoda udvostručenja frekvencije | |
| Laboratorijska oprema | Napajanje lasera Modulator intenziteta pod testiranjem Podesivo DC napajanje ±15V Mjerač optičke snage | Izvor laserske svjetlosti Modulator intenziteta pod testiranjem Podesivo DC napajanje Osciloskop izvor signala (DC pristranost) |
| vrijeme testiranja | 20 minuta() | 5 minuta |
| Eksperimentalne prednosti | lako ostvariti | Relativno tačan test Može istovremeno dobiti DC polutalasni napon i RF polutalasni napon |
| Eksperimentalni nedostaci | Dugo vrijeme i drugi faktori, test nije tačan Direktno ispitivanje putnika jednosmjernim poluvalnim naponom | Relativno dugo vrijeme Faktori poput velike greške u procjeni izobličenja talasnog oblika itd., test nije tačan |
Funkcioniše na sljedeći način:
(1) Metoda ekstremnih vrijednosti
Metoda ekstremnih vrijednosti koristi se za mjerenje jednosmjernog polutalasnog napona elektrooptičkog modulatora. Prvo, bez modulacijskog signala, krivulja prijenosne funkcije elektrooptičkog modulatora se dobija mjerenjem jednosmjernog napona prednapona i promjene intenziteta izlazne svjetlosti, a iz krivulje prijenosne funkcije određuju se tačka maksimalne i tačka minimalne vrijednosti, te se dobijaju odgovarajuće vrijednosti jednosmjernog napona Vmax i Vmin. Konačno, razlika između ove dvije vrijednosti napona je polutalasni napon Vπ=Vmax-Vmin elektrooptičkog modulatora.
(2) Metoda udvostručenja frekvencije
Korištena je metoda udvostručenja frekvencije za mjerenje RF polutalasnog napona elektrooptičkog modulatora. Istovremeno se elektrooptičkom modulatoru dodaju signali DC prednapona i AC modulacije kako bi se podesio DC napon kada se intenzitet izlazne svjetlosti promijeni na maksimalnu ili minimalnu vrijednost. Istovremeno, na osciloskopu s dvostrukim tragom, može se vidjeti da će izlazni modulirani signal imati izobličenje udvostručenja frekvencije. Jedina razlika između DC napona koji odgovara dvama susjednim izobličenjima udvostručenja frekvencije je RF polutalasni napon elektrooptičkog modulatora.
Sažetak: I metoda ekstremnih vrijednosti i metoda udvostručenja frekvencije mogu teoretski izmjeriti polutalasni napon elektrooptičkog modulatora, ali radi poređenja, metoda snažne vrijednosti zahtijeva duže vrijeme mjerenja, a duže vrijeme mjerenja bit će posljedica toga što izlazna optička snaga lasera fluktuira i uzrokuje greške u mjerenju. Metoda ekstremnih vrijednosti treba skenirati DC pristranost s malom vrijednošću koraka i istovremeno snimiti izlaznu optičku snagu modulatora kako bi se dobila preciznija vrijednost DC polutalasnog napona.
Metoda udvostručenja frekvencije je metoda određivanja polutalasnog napona posmatranjem talasnog oblika udvostručenja frekvencije. Kada primijenjeni napon prednapona dostigne određenu vrijednost, dolazi do izobličenja multiplikatora frekvencije, a izobličenje talasnog oblika nije previše primjetno. Nije ga lako posmatrati golim okom. Na taj način će neizbježno uzrokovati značajnije greške, a ono što mjeri je RF polutalasni napon elektrooptičkog modulatora.