专利名称：一种相位调制器半波电压测量系统及测量方法
技术领域：
本发明属于光电子技术和微波光子学领域中针对相位调制器半波电压的测量系统及其测量方法，特别是一种针对高速相位调制器半波电压的测量系统及其测量方法。
背景技术：
相位调制器在光通信、微波光子滤波器、ROF等领域有广泛的应用。电光相位调制器调制的基本原理是利用晶体或各向异性聚合物的电光效应，即通过改变晶体或异性聚合物的外加电压来使其折射率改变，从而改变通过光波的相位。相位调制器具有结构简单、插入损耗较低、无需外加偏置等优点。半波电压是相位调制器最重要的参数之一，其表征了相位调制器的调制效率等，然而半波电压是随相位调制器的调制频率变化的，因此、准确测量调制器各频率的半波电压、特别是准确测量高速调制器各频率的半波电压是了解其特性以及正确使用调制器的基础。相位调制器各个频率下半波电压的值一般是经实验测定，测定 相位调制器输出的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相对强度，并且由此计算出相位调制器的半波电压。光谱分析法中的carriernulling (载波抑制)法只适用于对较大幅度信号的调制，FSB/carrierintensity ratio (边带载波比)方法可应用于小幅度信号的调制(见文献 Yongqiang Shi, Lianshan Yan, and Alan Eli Willner. High-Speed ElectroopticModulator Characterization Using Optical Spectrum Analysis. Journal of LightwaveTechnology, Vol. 21, No. 10，October 2003.) 0 上述 FSB/carrier intensity ratio 法是通过待测相位调制器对由激光发生器输入的光波信号进行调制，然后将调制后的光波信号输入光谱分析仪、得到光波边带和副载波强度比I (COfcom)/I (CO。)，并且记录此时正弦调制信号的幅度值Vm ;在小幅度信号近似的情况下可由下式得到半波电压
权利要求
1.一种相位调制器半波电压测量系统，包括激光发生器和偏振控制器，微波信号发生器，以及待测相位调制器输出信号处理装置，其特征在于待测相位调制器输出信号处理装置包括光干涉仪，功率计和处理器；微波信号发生器通过数据线与处理器的GPIB接ロ连接，光干渉仪的输出端ロ与功率计的输入端ロ通过光纤连接，功率计的输出端ロ则通过数据线与处理器的GPIB接ロ连接；使用时待测相位调制器的光信号输入端ロ与偏振控制器通过光纤连接、其射频接ロ通过电缆与微波信号发生器的输出端ロ连接，待测相位调制器的激光信号输出端ロ通过光纤与光干渉仪的输入端ロ连接。
2.按权利要求I所述相位调制器半波电压测量系统，其特征在于所述光干涉仪为M-Z干涉仪或延时干涉仪。
3.按权利要求I所述相位调制器半波电压测量系统，其特征在于所述处理器包括单片机或计算机。
4.按权利要求I所述相位调制器半波电压测量系统的测量方法包括 步骤A.将待测相位调制器接入检测系统待测相位调制器通过光输入端ロ与偏振控制器的输出端ロ连接、通过光输出端ロ与光干涉仪的输入端ロ连接、通过射频端ロ与微波信号发生器的射频输出端ロ连接，以备测量； 步骤B.检测系统工作參数的确定及工作状态的调整 B1.设定工作參数设定待测相位调制器的检测频率、检测波长，井根据待测相位调制器技术參数中给出的半波电压的典型值设定微波信号的ー组幅度值，然后将设定的检测频率和一组微波信号的幅度值输入处理器、待用； B2.利用偏振控制器调整激光信号的偏振态，至待测相位调制器输出端的激光功率为最大，以使激光发生器的偏振态与待测相位调制器的偏振态匹配； B3.获取光干涉仪的最大输出功率调节光干涉仪的臂长使光干涉仪输出的激光功率值达到最大值，并将该最大值存入处理器、待用； B4.调整干涉仪的工作状态并获取其光程差调节光干涉仪的臂长至光干涉仪输出的激光功率值达到最小值、以使光干涉仪处于滤除光波载波的工作状态，得到该状态下干渉仪的光程差并将该光程差直接存入处理器、待用； 步骤C.不同幅度微波信号调制下光功率值的测量与数据综合处理 C1.获取光干涉仪输出的光功率值将步骤B1设定的一组幅度值中各幅度值对应的微波信号依次加载到相位调制器上，分别得到各微波信号调制下光干涉仪输出的不同激光功率值，并将所得各激光功率值输入处理器、待用； C2.数据综合处理通过处理器将输入待用的检测频率，光干涉仪输出的最大功率值，光干渉仪在滤除光波载波工作状态下的光程差，以及由步骤C1所得不同幅度微波信号调制下各激光功率值进行综合处理，即得到待测相位调制器在所设检测频率下的半波电压；步骤D.不同频率下半波电压的測量调整检测频率重复步骤B和C即可对待测相位调制器在不同频率下的半波电压进行測量。
5.按权利要求4所述测量方法，其特征在于在步骤B1中所述根据待测相位调制器半波电压的典型值设定微波调制信号的ー组幅度值，该组幅度值的设定范围是以给出的半波电压的典型值为准、在小于或等于半波电压典型值的三分之一范围内设定；所述ー组幅度值的个数为2-10个。
6.按权利要求4所述测量方法，其特征在于在步骤C2中所述数据综合处理的方式通过下式进行
全文摘要
该发明涉及一种相位调制器半波电压测量系统及测量方法，测量系统包括激光发生器及偏振控制器，微波信号发生器，光干涉仪，功率计和处理器；其方法包括将待测相位调制器接入检测系统，系统工作参数的确定及工作状态的调整，不同幅度微波信号调制下光功率值的测量与数据综合处理，不同频率下半波电压的测量。该发明利用微波信号发生器产生的调制信号分辨率高的特点，将同一检测频率下测得的各参数进行综合处理、得该频率下的半波电压值，循环处理即得到各检测频率下的半波电压值；从而具有测量频率的分辨率高，相位调制器测量的频率点及所得半波电压的测量值多、精度高，可确保高速相位调制器使用性能的发挥，测量系统和测量成本低等特点。
文档编号G01M11/02GK102706540SQ20121020064
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月18日 优先权日2012年6月18日
发明者刘永, 包小斌, 张尚剑, 邹新海 申请人:电子科技大学