一种测量电光相位调制器半波电压的装置和方法
【专利摘要】本发明公开了一种测量电光相位调制器半波电压的装置和方法，包括依次连接的可调谐激光器、第一光耦合器、偏振控制器、待测电光相位调制器、第二光耦合器、光电探测器、频谱分析仪，还包括微波信号源和声光移频器。本发明采用可调谐激光器输出光载波通过第一光耦合器分成两束，分别经过声光移频器和待测电光相位调制器处理，再经第二光耦合器合束，实现稳定的拍频，并通过载波拍频和边带拍频的幅度对比获得电光相位调制器的半波电压，具有分辨率高、精度高、准确性好、结构简单、操作方便的优点。
【专利说明】一种测量电光相位调制器半波电压的装置和方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及光电子【技术领域】，尤其涉及光纤通信技术和光电信号处理【技术领域】，具体是一种测量电光相位调制器半波电压的装置和方法。
【背景技术】
[0003]随着数字光通信的发展，电光调制器在光通信中对信号处理的理论研究和实际应用都有十分重要的地位。电光相位调制器是光传输和光信号处理系统中的基本器件之一，随着光纤通信系统的发展越来越成熟，对于精确测量各调制频率下的电光相位调制器的特性参数也越来越重要，半波电压是电光相位调制器特性参数之一。随着技术的发展，电光相位调制器半波电压的测量方法得到很大的发展和改进，但高精度和高分辨率的电光相位调制器半波电压测量方法仍需进一步的研究和改进。
[0004]目前测量电光相位调制器半波电压的方法有:光谱分析法(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 转换法(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，光谱分析法的分辨率受到光谱分析仪的分辨率限制，目前商用的光谱仪的分辨率为
0.01nm，对应频率分辨率为1.25GHz左右，这造成频率分辨率低、可测量的频点少、测量精度较低的困难，以及测量仪器成本高的缺陷；FM-1M转换法利用光纤色散效应将相位调制信号转换为强度调制信号，通过频谱分析仪测量电光相位调制器的半波电压，提高了测量精度，由于色散累计作用与调制频率的平方成正比，在低频段，色散效应导致的相位调制到强度调制转换作用不明显，使得低频段信号信噪比差，影响测量精度；结合光外差的频谱分析方法在测量电光相位调制器半波电压时，为了精确测量电光相位调制器半波电压和避免相位调制信号在光电探测器上无法检测，使用双激光器和复杂的拍频方法，使测量系统相对复杂与不稳定，达不到精确测量电光相位调制器半波电压的目的，仍存在许多技术难题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于:针对上述存在的问题，提供一种测量电光相位调制器半波电压的装置和方法，达到简化测量过程并提高测量精度的目的。 [0006]本发明采用的技术方案如下:本发明提供一种测量电光相位调制器半波电压的装置，包括依次连接的可调谐激光器、第一光耦合器、偏振控制器、待测电光相位调制器、第二光耦合器、光电探测器、频谱分析仪，还包括微波信号源和声光移频器，所述微波信号源与待测电光相位调制器连接，所述声光移频器一端与偏振控制器共同连接到第一光耦合器，另一端与待测电光相位调制器共同连接到第二光耦合器。
[0007]对上述方案作进一步优选，所述可调谐激光器为波长可调谐的半导体激光器或光纤激光器。
[0008]本发明还提供一种采用了上述装置的测量电光相位调制器半波电压的方法，该方法包括以下步骤:
S1:所述可调谐激光器输出光载波通过第一光稱合器分成两束，一束光载波经偏振控制器输入到待测电光相位调制器中并被由微波信号源输出的正弦微波信号调制，另一束光载波经过声光移频器进行移频处理，这两束经过处理的光载波通过第二光耦合器耦合之后再进入光电探测器，光电探测器输出电信号给频谱分析仪进行分析、测量；
52:调节可调谐激光器输出的光载波频率为Wtl，声光移频器的移频频率为，微波信号源的调制频率为，在频谱分析仪上，观测由可调谐激光器I的中心载波以及其左(左=±1，±2，±3，…)阶调制边带来分别与声光移频器输出频率为ω(ι±ω/移频光载波进行拍频的拍频信号，拍频信号的频率为ω f、kojm± ojf ；
53:设定一个k值，记录频谱分析仪中频率为的信号幅度4和频率为《,的信号幅度4，引入频率为的响应度&和频率为的响应度怂，通过求解方程:
【权利要求】
1.一种测量电光相位调制器半波电压的装置，其特征在于:包括依次连接的可调谐激光器(I)、第一光耦合器(2)、偏振控制器(3)、待测电光相位调制器(4)、第二光耦合器(7)、光电探测器(8)、频谱分析仪(9)，还包括微波信号源(5)和声光移频器(6)，所述微波信号源(5 )与待测电光相位调制器(4)连接，所述声光移频器(6 ) 一端与偏振控制器(3 )共同连接到第一光耦合器(2)，另一端与待测电光相位调制器(4)共同连接到第二光耦合器(7)。
2.根据权利要求1所述的一种测量电光相位调制器半波电压的装置，其特征在于:所述可调谐激光器(I)为波长可调谐的半导体激光器或光纤激光器。
3.一种采用了上述装置的测量电光相位调制器半波电压的方法，其特征在于:该方法包括以下步骤: S1:所述可调谐激光器(I)输出光载波通过第一光稱合器(2)分成两束,一束光载波经偏振控制器(3)输入到待测电光相位调制器(4)中并被由微波信号源(5)输出的正弦微波信号调制，另一束光载波经过声光移频器(6 )进行移频处理，这两束经过处理的光载波通过第二光耦合器(7 )耦合之后再进入光电探测器(8 )，光电探测器(8 )输出电信号给频谱分析仪(9)进行分析、测量； S2:调节可调谐激光器(I)输出的光载波频率为Wtl，声光移频器(6)的移频频率为 微波信号源(5)的调制频率为，在频谱分析仪(9)上，观测由可调谐激光器(I)的中心载波以及其左(左=±1，±2，±3，...)阶调制边带来分别与声光移频器(6)输出频率为ω C1 ± ω ,移频光载波进行拍频的拍频信号,拍频信号的频率为ω f、kojm±ωf S3:设定一个k值，记录频谱分析仪(9)中频率为的信号幅度4和频率为OJf的信号幅度4，引入频率为的响应度A和频率为的响应度怂，通过求解方程:
【文档编号】G01R19/00GK103645371SQ201310710717
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】张尚剑, 王恒, 邹新海, 尹欢欢, 刘永 申请人:电子科技大学