[发明专利]一种马赫‑曾德尔电光调制器频率响应的测量装置与方法

权利要求书

1.一种马赫-曾德尔电光调制器频率响应的测量装置，包括激光器，第一信号源、第二信号源、合路器、光电探测器，频谱分析模块、以及控制及数据处理模块，其特征在于：激光器连接有待测马赫-曾德尔电光调制器，第一信号源与第二信号源经过合路器加载在待测马赫-曾德尔电光调制器的驱动电极上，待测马赫-曾德尔电光调制器的偏置电极上还加载有第三信号源；

光电探测器用于将待测马赫-曾德尔电光调制器输出的光信号转换为电信号，然后利用频谱分析模块进行记录与分析，控制及数据处理模块对第一信号源、第二信号源的频率进行扫频控制，并同步提取与处理频谱分析模块中所需频率成分的幅度信息，求出不同调制频率下的半波电压，即获得待测马赫-曾德尔电光调制器的频率响应。

2.一种马赫-曾德尔电光调制器频率响应的测量方法，包括以下步骤：

步骤A、设定第一信号源输出频率为f₁的正弦信号，第二信号源输出频率为f₂的正弦信号，两束信号经过合路器同时加载在待测马赫-曾德尔电光调制器的驱动电极上，第三信号源输出频率为f_b的正弦或者三角波信号加载在待测马赫-曾德尔电光调制器的偏置电极上；

步骤B、待测马赫-曾德尔电光调制器输出的光信号经过光电探测器转换为电信号后，利用频谱分析模块记录光电探测器输出电信号中频率为f₁-f₂+f_b，f₁-f₂-f_b，f_b的幅度，分别记为i(f₁-f₂+f_b)，i(f₁-f₂-f_b)，i(f_b)；

步骤C、使用频谱分析模块直接测量第一信号源和第二信号源经过合路器后输出正弦信号的驱动幅度V₁、V₂；

步骤D、按照如下公式中的一个计算待测马赫-曾德尔电光调制器的在调制频率为f₁的调制系数m₁：

或公式选择依据为公式的分子和分母中频率差别最小者，J₁(·)，J₀(·)为分别为1，0阶第一类贝塞尔函数；

步骤E、通过关系式V_π＝πV₁/m₁，求得调制频率为f₁时的马赫-曾德尔电光调制器半波电压V_π；

步骤F、保持f_b不变且固定f₁与f₂的差值，控制f₁与f₂扫频变化，重复步骤B、C、D、E得到待测马赫-曾德尔电光调制器在不同调制频率f₁的半波电压，即该电光调制器的频率响应。

3.根据权利要求2所述的一种马赫-曾德尔电光调制器频率响应的测量方法，其特征在于，第一信号源和第二信号源的信号频率f₁和f₂满足1.8f_b≤|f₁-f₂|≤2.2f_b或者0<|f₁-f₂|≤0.2f_b。

4.根据权利要求2所述的一种马赫-曾德尔电光调制器频率响应的测量方法，其特征在于，激光器输出的光载波经过待测马赫-曾德尔电光调制器形成的光调制信号为

A₀和f₀分别为光载波的幅度和频率，γ是待测马赫-曾德尔电光调制器两臂的分光比，m₁和m₂分别对应于第一信号源输出的正弦信号V₁sin(2πf₁t+θ₁)和第二信号源输出正弦信号V₂sin(2πf₂t+θ₂)所引起的调制系数，为第三信号源输出的低频正弦信号V_bsin(2πf_bt+θ_b)加载在待测马赫-曾德尔电光调制器的偏置电极上所引起的相位偏移，可表示为：

其中为待测马赫-曾德尔电光调制器的静态偏置相位，m_b为低频正弦信号引起的调制系数。