[发明专利]铌酸锂光学调制器的半波电压快速测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成光学器件的性能测试领域，具体指的是一种基于FPGA的快速 测试铌酸锂光学调制器的半波电压测试方法。

背景技术

铌酸锂光学调制器又称铌酸锂集成光波导，是利用电光晶体的Pockels效应， 通过外加电场改变波导的折射率来实现相位调制。半波电压表征调制器的相位调 制能力，是铌酸锂光学调制器最重要的性能指标之一。但由于温度的变化，半波 电压值会随之漂移，进而导致电压相位比产生变化。而一般使用铌酸锂光学调制 器的场合总会发生一些温度的变化，有效地测试整个温度范围内的温度变化曲线 变得十分必要。通常铌酸锂集成光波导生产方只给出常温下的半波电压值和波形 斜率，这只是一条拟合曲线，实际的温度变化下的半波电压变化波形能更好地了 解器件各温度点的性能。且传统的锯齿波调制和π/2调制的方式采用对2π复位 时产生的误差信号进行积分来精确地找到当前的半波电压值，这样需要一个较长 的积分过程，且容易受到其他闭环的干扰。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种铌酸锂光学调制器 的半波电压快速测试方法，该方法可以测试全温度条件下的半波电压变化曲线， 能够提供较大的半波电压测试范围及精准的测试结果。

本发明的实现由以下技术方案完成：

一种铌酸锂光学调制器的半波电压快速测试方法，涉及的测试系统包括一 SLD光源，SLD光源把光信号通过一耦合器送到被测铌酸锂光学调制器，铌酸锂 光学调制器的输出分支连接到光纤环形干涉仪中，耦合器同时把由铌酸锂光学调 制器回来的光引向光探测器，把光信号变成电信号，再经过前级放大滤波电路、 A/D转换芯片，由FPGA芯片将信号进行解调，最后经过主D/A转换芯片、后放 电路放大后形成调制信号接入铌酸锂光学调制器输入端，构成闭环回路，该方法 通过铌酸锂光学调制器对光纤环形干涉仪进行四态调制；在FPGA芯片将A/D转 换芯片送达的信号进行解调时，将相隔半周期的两个采样值相减即得出测试系统 的增益误差量，FPGA芯片对所述增益误差量进行多次积分后传送给一辅助D/A 转换芯片，再送达主D/A转换芯片来改变主D/A转换芯片的调制增益，以通过产 生相应的增益闭环方式来补偿铌酸锂光学调制器由于温度变化所产生的半波电压 变化，实现温度变化时铌酸锂光学调制器半波电压的快速自动跟踪。

上述方法中将一温度芯片和被测的铌酸锂光学调制器一起放到测试环境中， 所述温度芯片将实时的温度值传给FPGA芯片，FPGA芯片将同步采集的半波电 压和温度数据，通过RS485的方式传送到上位机。

本发明的优点是：整个系统集成度高，可实现全固态，稳定性好，半波电压 测试范围大。在铌酸锂光学调制器在温度变化时半波电压跟踪迅速、准确，在瞬 间就实现了较大的积分深度，在全温的半波电压采集的过程中更容易发现铌酸锂 光学调制器在温度变化下的非线性误差。使用了温度实时采集能够更好地对应半 波电压和温度的变化关系。

附图说明

图1为铌酸锂光学调制器半波电压测试仪原理图；

图2光纤环形干涉仪示意图；

图3铌酸锂光学调制器半波电压全温循环测试曲线；

图4铌酸锂光学调制器半波电压全温测试拟合曲线。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明方法涉及的铌酸锂光学调制器的半波电压测试仪采用了光纤环形干涉 仪和一套具有精密模拟/数字转换和大电压输出范围的运放构成，用程序控制重新 启动代替硬件上电启动，用四态调制方式来快速跟踪铌酸锂光学调制器半波电压 的变化，温度的采集通过温度芯片并用RS485的方式与FPGA进行通信，由主模 块通过RS485的方式把所有的数据传送到上位机。