Untuk memenuhi kebutuhan informasi masyarakat yang semakin meningkat, laju transmisi sistem komunikasi serat optik terus meningkat. Jaringan komunikasi optik masa depan akan berkembang menuju jaringan komunikasi serat optik berkecepatan sangat tinggi, berkapasitas sangat besar, jarak sangat jauh, dan efisiensi spektrum sangat tinggi. Pemancar sangatlah penting. Pemancar sinyal optik berkecepatan tinggi terutama terdiri dari laser yang menghasilkan pembawa optik, perangkat pembangkit sinyal listrik modulasi, dan modulator elektro-optik berkecepatan tinggi yang memodulasi pembawa optik. Dibandingkan dengan jenis modulator eksternal lainnya, modulator elektro-optik litium niobate memiliki keunggulan frekuensi operasi yang lebar, stabilitas yang baik, rasio pemadaman yang tinggi, kinerja kerja yang stabil, laju modulasi yang tinggi, kicauan yang kecil, kopling yang mudah, dan teknologi produksi yang matang. Modulator ini banyak digunakan dalam sistem transmisi optik berkecepatan tinggi, berkapasitas besar, dan jarak jauh.
Tegangan setengah gelombang merupakan parameter fisik yang sangat penting dari modulator elektro-optik. Tegangan ini mewakili perubahan tegangan bias yang sesuai dengan intensitas cahaya keluaran modulator elektro-optik dari minimum ke maksimum. Tegangan ini sangat menentukan kinerja modulator elektro-optik. Cara mengukur tegangan setengah gelombang modulator elektro-optik secara akurat dan cepat sangat penting untuk mengoptimalkan kinerja perangkat dan meningkatkan efisiensinya. Tegangan setengah gelombang modulator elektro-optik mencakup tegangan DC (setengah gelombang).
tegangan setengah gelombang (tegangan dan frekuensi radio). Fungsi transfer modulator elektro-optik adalah sebagai berikut:
Di antaranya adalah daya optik keluaran modulator elektro-optik;
Adalah daya optik masukan modulator;
Adalah kehilangan penyisipan modulator elektro-optik;
Metode yang ada untuk mengukur tegangan setengah gelombang meliputi metode pembangkitan nilai ekstrem dan penggandaan frekuensi, yang masing-masing dapat mengukur tegangan setengah gelombang arus searah (DC) dan tegangan setengah gelombang frekuensi radio (RF) dari modulator.
Tabel 1 Perbandingan dua metode uji tegangan setengah gelombang
| Metode nilai ekstrim | Metode penggandaan frekuensi | |
| Peralatan laboratorium | Catu daya laser Modulator intensitas sedang diuji Catu daya DC yang dapat disesuaikan ±15V Pengukur daya optik | Sumber cahaya laser Modulator intensitas sedang diuji Catu daya DC yang dapat disesuaikan Osiloskop sumber sinyal (Bias DC) |
| waktu pengujian | 20 menit() | 5 menit |
| Keunggulan eksperimental | mudah untuk dicapai | Tes yang relatif akurat Dapat memperoleh tegangan setengah gelombang DC dan tegangan setengah gelombang RF secara bersamaan |
| Kerugian eksperimental | Waktu yang lama dan faktor lainnya, tesnya tidak akurat Uji penumpang langsung tegangan setengah gelombang DC | Waktu yang relatif lama Faktor-faktor seperti kesalahan penilaian distorsi bentuk gelombang besar, dll., pengujiannya tidak akurat |
Cara kerjanya adalah sebagai berikut:
(1) Metode nilai ekstrim
Metode nilai ekstrem digunakan untuk mengukur tegangan setengah gelombang DC modulator elektro-optik. Pertama, tanpa sinyal modulasi, kurva fungsi transfer modulator elektro-optik diperoleh dengan mengukur tegangan bias DC dan perubahan intensitas cahaya keluaran. Dari kurva fungsi transfer, tentukan titik nilai maksimum dan titik nilai minimum, lalu dapatkan nilai tegangan DC yang sesuai, masing-masing Vmaks dan Vmin. Selisih antara kedua nilai tegangan ini adalah tegangan setengah gelombang Vπ = Vmaks - Vmin modulator elektro-optik.
(2) Metode penggandaan frekuensi
Metode penggandaan frekuensi digunakan untuk mengukur tegangan setengah gelombang RF dari modulator elektro-optik. Tambahkan komputer bias DC dan sinyal modulasi AC ke modulator elektro-optik secara bersamaan untuk menyesuaikan tegangan DC ketika intensitas cahaya keluaran diubah ke nilai maksimum atau minimum. Pada saat yang sama, osiloskop dual-trace dapat mengamati bahwa sinyal termodulasi keluaran akan menunjukkan distorsi penggandaan frekuensi. Satu-satunya perbedaan tegangan DC yang berkaitan dengan dua distorsi penggandaan frekuensi yang berdekatan adalah tegangan setengah gelombang RF dari modulator elektro-optik.
Ringkasan: Baik metode nilai ekstrem maupun metode penggandaan frekuensi secara teoritis dapat mengukur tegangan setengah gelombang modulator elektro-optik. Namun, sebagai perbandingan, metode nilai kuat membutuhkan waktu pengukuran yang lebih lama. Waktu pengukuran yang lebih lama ini disebabkan oleh fluktuasi daya optik keluaran laser yang menyebabkan kesalahan pengukuran. Metode nilai ekstrem perlu memindai bias DC dengan nilai langkah kecil dan merekam daya optik keluaran modulator secara bersamaan untuk mendapatkan nilai tegangan setengah gelombang DC yang lebih akurat.
Metode penggandaan frekuensi adalah metode untuk menentukan tegangan setengah gelombang dengan mengamati bentuk gelombang penggandaan frekuensi. Ketika tegangan bias yang diberikan mencapai nilai tertentu, distorsi perkalian frekuensi terjadi, dan distorsi bentuk gelombang tersebut tidak terlalu terlihat. Hal ini tidak mudah diamati dengan mata telanjang. Dengan demikian, kesalahan yang lebih signifikan pasti akan terjadi, dan yang diukur adalah tegangan setengah gelombang RF dari modulator elektro-optik.