[发明专利]一种相位调制器的半波电压测量方法和测试系统

说明书

本发明公开了一种相位调制器的半波电压测量方法和测试系统，测量方法的步骤依次为产生两束功率相同的激光；将两束激光耦合为一束光信号，并将该光信号输入待测的相位调制器；待测的相位调制器对光信号进行调制，将调制后的光信号进行密集波分复用技术处理，输出完好的的载波和一阶边带信号；将经过密集波分复用技术处理的光信号转换为电信号，并得到对应的电谱图和功率参数，根据功率参数计算半波电压。本发明通过数值计算的测量方法，能够有效提高测量精度；同时，本发明设计的测试系统光路结构简单，易于搭建，系统稳定，从而降低了测量成本。

技术领域

本发明属于光纤通信和光电子技术领域，特别涉及了一种相位调制器的参数测量技术。

背景技术

相位调制器在光通信、微波光子学等领域有广泛的应用。电光相位调制器的基本原理是利用晶体或各向异性聚合物的光电效应，即通过改变晶体或各向异性聚合物的外加电压来使其折射率改变，从而改变光波相位。半波电压是相位调制器最重要的参数之一，它表示相位调制器引起相位延迟为π时所对应的偏置电压的改变量，半波电压表征了相位调制器的调制效率和调制功耗，很大程度上决定了相位调制器的性能。目前常见的几种测量电光相位调制器半波电压的方法是光谱分析法倍频调制法和极值测量法。光谱分析法的基本原理是利用正弦信号对待测相位调制器的光波进行调制，并将相位调制器的输出光信号输入光谱分析仪进行分析，得到光波的边带和副载波的相对强度，并且由此计算出相位调制器的半波电压。但是该方法测量频率分辨率低，所得的半波电压测量值少，造成某些需要测量的功率点的半波电压无法通过直接测量得出。

倍频调制法的基本原理是同时加载直流电压和交流信号，当直流电压调到输出光强出现极值所对应的电压值时，输出的交流信号将出现倍频失真，出现倍频失真所对应的直流电压之差即为半波电压。测量方法比较精确，但是调制法对调节的要求很高，很难调到最佳状态。

极值测量法的基本原理是不在相位调制器上加载调制信号，只加载一个直流电压，当逐渐改变所加载直流电压的大小时，可以通过所设计的干涉仪光路的输出光强的大小来判断极值点，相邻极大值和极小值所对应的直流电压之差即为半波电压。这种测量方法相对也比较简便，但是由于光源等因素的不稳定性，使得这种方法的测量精度有限。此外，极值法测量半波电压还会有光路光程差敏感不稳定，系统复杂，成本高，易受外界环境影响等缺点。

发明内容

为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了一种相位调制器的半波电压测量方法和测试系统。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种相位调制器的半波电压测量方法，包括以下步骤：

(1)产生两束激光，这两束激光的功率相同；

(2)将步骤(1)产生的两束激光耦合为一束光信号，并将该光信号输入待测的相位调制器；

(3)待测的相位调制器根据调制信号对输入的光信号进行调制，将调制后的光信号进行波分复用技术处理，输出完好的的载波和一阶边带信号；

(4)将经过波分复用技术处理的光信号转换为电信号，并得到对应的电谱图；

(5)根据电谱图得到信号的功率参数，通过下式计算待测的相位调制器的半波电压值：

上式中，V_π为半波电压，V₀为步骤(3)中调制信号的幅值，P₀为信号的载波功率，P₁为信号的一阶边带功率。

进一步地，在步骤(1)中，两束激光的频率差为步骤(3)中调制信号频率的2倍。