Da bi zadovoljili vse večje povpraševanje ljudi po informacijah, hitrost prenosa komunikacijskih sistemov z optičnimi vlakni iz dneva v dan narašča. Prihodnje optično komunikacijsko omrežje se bo razvilo v komunikacijsko omrežje z optičnimi vlakni z ultra visoko hitrostjo, ultra veliko zmogljivostjo, ultra dolgimi razdaljami in ultra visoko učinkovitostjo spektra. Oddajnik je kritičen. Hitri optični oddajnik signala je v glavnem sestavljen iz laserja, ki generira optični nosilec, modulacijske naprave za generiranje električnega signala in hitrega elektrooptičnega modulatorja, ki modulira optični nosilec. V primerjavi z drugimi vrstami zunanjih modulatorjev imajo elektrooptični modulatorji iz litijevega niobata prednosti široke delovne frekvence, dobre stabilnosti, visokega razmerja izumrtja, stabilne delovne zmogljivosti, visoke stopnje modulacije, majhnega čirka, enostavnega spajanja, zrele proizvodne tehnologije itd. se pogosto uporablja v sistemih za optični prenos visoke hitrosti, velike zmogljivosti in na dolge razdalje.
Polvalovna napetost je zelo kritičen fizikalni parameter elektrooptičnega modulatorja. Predstavlja spremembo prednapetosti, ki ustreza jakosti izhodne svetlobe elektrooptičnega modulatorja, od najmanjše do največje. V veliki meri določa elektrooptični modulator. Kako natančno in hitro izmeriti polvalovno napetost elektrooptičnega modulatorja je zelo pomembno za optimizacijo delovanja naprave in izboljšanje učinkovitosti naprave. Polvalovna napetost elektrooptičnega modulatorja vključuje DC (polvalovna
napetost in radiofrekvenčna) polvalovna napetost. Prenosna funkcija elektrooptičnega modulatorja je naslednja:
Med njimi je izhodna optična moč elektrooptičnega modulatorja;
Je vhodna optična moč modulatorja;
Je vstavljena izguba elektrooptičnega modulatorja;
Obstoječe metode za merjenje polvalovne napetosti vključujejo generiranje ekstremnih vrednosti in metode podvajanja frekvence, ki lahko merijo polvalovno napetost enosmernega toka (DC) oziroma polvalovno napetost radijske frekvence (RF) modulatorja.
Tabela 1 Primerjava dveh metod testiranja polvalovne napetosti
| Metoda ekstremne vrednosti | Metoda podvajanja frekvence | |
| Laboratorijska oprema | Lasersko napajanje Testirani modulator jakosti Nastavljivo napajanje DC ±15V Optični merilnik moči | Vir laserske svetlobe Testirani modulator jakosti Nastavljiv DC napajalnik Osciloskop vir signala (DC pristranskost) |
| čas testiranja | 20 min () | 5 min |
| Eksperimentalne prednosti | enostavno izvedljivo | Relativno natančen test Lahko pridobi enosmerno polvalovno napetost in RF polvalovno napetost hkrati |
| Eksperimentalne slabosti | Dolgo časa in drugi dejavniki, test ni točen Neposredni potniški test enosmerne polvalovne napetosti | Relativno dolgo Dejavniki, kot je napaka pri presoji velikega popačenja valov itd., test ni točen |
Deluje na naslednji način:
(1) Metoda ekstremnih vrednosti
Metoda ekstremnih vrednosti se uporablja za merjenje enosmerne polvalovne napetosti elektrooptičnega modulatorja. Najprej brez modulacijskega signala dobimo krivuljo prenosne funkcije elektrooptičnega modulatorja z merjenjem enosmerne prednapetosti in spremembe jakosti izhodne svetlobe ter iz krivulje prenosne funkcije določimo točko največje vrednosti in točko najmanjše vrednosti ter pridobite ustrezne vrednosti enosmerne napetosti Vmax oziroma Vmin. Končno je razlika med tema dvema vrednostma napetosti polvalovna napetost Vπ=Vmax-Vmin elektrooptičnega modulatorja.
(2) Metoda podvajanja frekvence
Za merjenje RF polvalovne napetosti elektrooptičnega modulatorja je uporabljal metodo podvajanja frekvence. Elektrooptičnemu modulatorju hkrati dodajte prednapetostni računalnik za enosmerni tok in modulacijski signal za izmenični tok, da prilagodite enosmerno napetost, ko se jakost izhodne svetlobe spremeni na največjo ali najmanjšo vrednost. Hkrati je na osciloskopu z dvojno sledjo mogoče opaziti, da se bo izhodni modulirani signal pojavil kot popačenje s podvajanjem frekvence. Edina razlika enosmerne napetosti, ki ustreza dvema sosednjima popačenjima podvajanja frekvence, je RF polvalovna napetost elektrooptičnega modulatorja.
Povzetek: Tako metoda ekstremnih vrednosti kot metoda podvajanja frekvence lahko teoretično merita polvalovno napetost elektrooptičnega modulatorja, vendar za primerjavo metoda močne vrednosti zahteva daljši čas merjenja, daljši čas merjenja pa bo posledica Izhodna optična moč laserja niha in povzroča napake pri merjenju. Metoda ekstremne vrednosti mora skenirati enosmerno prednapetost z majhno vrednostjo koraka in hkrati zabeležiti izhodno optično moč modulatorja, da dobimo natančnejšo vrednost enosmerne polvalovne napetosti.
Metoda podvajanja frekvence je metoda določanja polvalovne napetosti z opazovanjem valovne oblike podvajanja frekvence. Ko uporabljena prednapetost doseže določeno vrednost, pride do popačenja frekvence in popačenje valovne oblike ni preveč opazno. S prostim očesom je ni lahko opazovati. Na ta način bo neizogibno povzročil večje napake in meri RF polvalovno napetost elektrooptičnega modulatorja.