Pour répondre à la demande croissante d'informations, le débit de transmission des systèmes de communication par fibre optique augmente de jour en jour. Le futur réseau de communication optique évoluera vers un réseau à très haut débit, à très grande capacité, à très longue distance et à très haut rendement spectral. Un émetteur est essentiel. Un émetteur de signal optique haut débit est principalement composé d'un laser générant une porteuse optique, d'un dispositif de modulation du signal électrique et d'un modulateur électro-optique haut débit modulant la porteuse optique. Comparés aux autres types de modulateurs externes, les modulateurs électro-optiques en niobate de lithium présentent les avantages suivants : large fréquence de fonctionnement, bonne stabilité, taux d'extinction élevé, performances stables, taux de modulation élevé, faible chirp, couplage aisé et technologie de production éprouvée. Ils sont largement utilisés dans les systèmes de transmission optique haut débit, grande capacité et longue distance.
La tension demi-onde est un paramètre physique essentiel du modulateur électro-optique. Elle représente la variation de la tension de polarisation correspondant à l'intensité lumineuse de sortie du modulateur électro-optique, du minimum au maximum. Elle détermine en grande partie le fonctionnement du modulateur électro-optique. Mesurer précisément et rapidement la tension demi-onde du modulateur électro-optique est essentiel pour optimiser les performances et améliorer l'efficacité du dispositif. La tension demi-onde du modulateur électro-optique comprend le courant continu (demi-onde).
Tension demi-onde (tension et radiofréquence). La fonction de transfert du modulateur électro-optique est la suivante :
Parmi eux se trouve la puissance optique de sortie du modulateur électro-optique ;
C'est la puissance optique d'entrée du modulateur ;
Il s'agit de la perte d'insertion du modulateur électro-optique ;
Les méthodes existantes pour mesurer la tension demi-onde comprennent les méthodes de génération de valeurs extrêmes et de doublement de fréquence, qui peuvent mesurer respectivement la tension demi-onde en courant continu (CC) et la tension demi-onde en radiofréquence (RF) du modulateur.
Tableau 1 Comparaison de deux méthodes de test de tension demi-onde
| Méthode des valeurs extrêmes | Méthode de doublement de fréquence | |
| Matériel de laboratoire | Alimentation laser Modulateur d'intensité en test Alimentation CC réglable ±15V Mesureur de puissance optique | Source de lumière laser Modulateur d'intensité en test Alimentation CC réglable Oscilloscope source du signal (polarisation CC) |
| temps de test | 20 minutes() | 5 minutes |
| Avantages expérimentaux | facile à réaliser | Test relativement précis Peut obtenir une tension demi-onde CC et une tension demi-onde RF en même temps |
| Inconvénients expérimentaux | Le temps écoulé et d'autres facteurs rendent le test imprécis Test direct des passagers tension demi-onde CC | Temps relativement long Des facteurs tels qu'une erreur de jugement de distorsion de forme d'onde importante, etc., rendent le test imprécis. |
Cela fonctionne comme suit :
(1) Méthode des valeurs extrêmes
La méthode des valeurs extrêmes est utilisée pour mesurer la tension demi-onde continue du modulateur électro-optique. Tout d'abord, sans signal de modulation, la courbe de fonction de transfert du modulateur électro-optique est obtenue en mesurant la tension de polarisation continue et la variation de l'intensité lumineuse de sortie. À partir de cette courbe, les points de valeur maximale et minimale sont déterminés, et les valeurs de tension continue correspondantes, Vmax et Vmin, sont respectivement obtenues. Enfin, la différence entre ces deux valeurs de tension est la tension demi-onde Vπ = Vmax - Vmin du modulateur électro-optique.
(2) Méthode de doublement de fréquence
La méthode de doublage de fréquence a été utilisée pour mesurer la tension demi-onde RF du modulateur électro-optique. L'ajout simultané du signal de polarisation CC et du signal de modulation CA au modulateur électro-optique permet d'ajuster la tension CC lorsque l'intensité lumineuse de sortie atteint une valeur maximale ou minimale. L'oscilloscope à double trace permet d'observer simultanément une distorsion de doublage de fréquence sur le signal modulé en sortie. La seule différence entre la tension CC correspondant à deux distorsions de doublage de fréquence adjacentes est la tension demi-onde RF du modulateur électro-optique.
Résumé : La méthode des valeurs extrêmes et la méthode du doublement de fréquence permettent théoriquement de mesurer la tension demi-onde du modulateur électro-optique. Cependant, à titre de comparaison, la méthode des valeurs puissantes nécessite un temps de mesure plus long, dû aux fluctuations de la puissance optique de sortie du laser, ce qui entraîne des erreurs de mesure. La méthode des valeurs extrêmes nécessite de balayer la polarisation continue avec un petit pas et d'enregistrer simultanément la puissance optique de sortie du modulateur pour obtenir une valeur de tension demi-onde continue plus précise.
La méthode du doublage de fréquence permet de déterminer la tension demi-onde en observant la forme d'onde de ce doublage. Lorsque la tension de polarisation appliquée atteint une valeur donnée, une distorsion de multiplication de fréquence se produit, mais cette distorsion est peu perceptible. Elle est difficile à observer à l'œil nu. De ce fait, elle engendre inévitablement des erreurs plus importantes. La mesure correspond à la tension demi-onde RF du modulateur électro-optique.