電光相位調制器調制系數的測量方法
【專利摘要】本發明公開了電光相位調制器調制系數的測量方法，涉及光電子【技術領域】，本發明為了解決相位調制信號在光電探測器上無法直接檢測以及無法避免PM-IM和FM-IM的轉換中的非線性過程的問題，本發明采用光纖干涉儀作為測量裝置，光纖干涉儀由分束器、待測電光相位調制器、聲光移頻器、輔助電光相位調制器和合束器構成，其中待測電光相位調制器置于光纖干涉儀的一干涉臂上，聲光移頻器和輔助電光相位調制器放置在另一干涉臂上；三個器件上分別加載不同頻率的正弦信號；本發明通過設置所加載正弦信號的頻率關系消除了光電探測器的頻率響應，實現了自校準測量，提高了測量電光相位調制器調制系數的準確性，具有很好的應用價值。
【專利說明】電光相位調制器調制系數的測量方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光電子【技術領域】，更具體的設計一種解決了相位調制信號在光電探測器上無法直接檢測，避免了 PM-1M和FM-1M的轉換中的非線性過程的電光相位調制器調制系數的測量方法。
【背景技術】
[0002]電光相位調制器是光纖通信系統中的關鍵器件之一，電光相位調制器具有無需偏置和線性調制的優點，在高速光纖通信和相干光通信系統，尤其是高頻譜效率的先進調制格式的光信號產生中具有不可或缺的作用。電光相位調制器調制系數是電光相位調制器的重要特性參數之一，其反應出電光相位調制器的調制效率，而通過對電光相位調制器調制系數的測量還能達到對電光相位調制器半波電壓測量的目的。
[0003]目前測量電光相位調制器調制系數的方法主要有兩類，一類是光域測量方法，其典型代表為光譜分析法(Y.Shi, L.YanandA.E.ffillner.High-speed electroopticmodulator characterization using optical spectrum analysis[J].Journal ofLightwave Technology, 2003，21 (10):2358-2367.);另一類是電域測量方法，其包括有PM-1M 轉換(J.A.Campbell, A.Knoesen, andD.R.Yankelevich, “Measurement of themodulation efficiency of an optical phase modulator using a self-homodynereceiver, ” IEEE Photon.Technol.Lett.14 (9), 1330-1332，(2002) ；E.H.ff.Chan, andR.A.Minasian, “A new optical phase modulator dynamic response measurementtechnique, ” J.Lightwave Techno 1.26 (16),2882-2888 (2008).S.J.Zhang,X.X.Zhang, Y.Liu.Swept frequency measurement of electrooptic phase modulatorsusing dispersive fibers.Chinese Physics Letters,2012, 29(8):84217-84219.)、FM-1M 轉 換 法(S.J.Zhang, X.X.Zhang, Y.Liu.Swept frequency measurement ofelectrooptic phase modulators using dispersive fibers [J].Chinese PhysicsLetters, 2012，29(8):84217-84219.)和光外差法(R.E.Tench, J.-M.P.Delavaux, L.D.Tzeng, R.ff.Smith, L.L.Buhl and R.C.Alferness.Performance evaluation ofwaveguide phase modulators for coherent systems atl.3andl.5 μ m[J].Journal ofLightwave Technology, 1987, 5(4):459-501.),其中，光譜分析法的分辨率受到光譜分析儀的分辨率限制，目前商用的光譜儀的分辨率為0.0lnm,對應頻率分辨率為1.25GHz左右，這造成頻率分辨率低、可測量的頻點少、測量精度較低的困難；PM-頂轉換法利用Mach-Zehnder干涉儀或者Sagnac干涉儀將相位轉換為強度；FM_M轉換法利用光濾波器實現頻率到強度的轉換；外差法則利用相位調制邊帶與另外激光器進行拍頻獲得相位調制系數；電域測量方法極大地提高了測量的頻率分辨率，但是各種方法也有自身的一些缺點，比如PM-1M轉換法中的干涉儀引入了非線性變換，使得這類方法只能工作于小信號調制下；FM-1M轉換法中的濾波器斜率也是非線性的；光外差法中，由于雙激光器各自的隨機相位噪聲的影響造成拍頻信號線寬較寬，使得測量系統與不穩定、求解電光相位調制器調制系數的誤差較大，達不到精確測量的目的；目前，電域測量方法的最大問題還在于測量結果需要額外校準扣除掉光電探測器的頻率響應，尤其在調制頻率較高或者調制器的帶寬較小的情況下，校準不可避免，否則引入誤差。
【發明內容】
[0004]針對目前電光相位調制器調制系數的電域測量方法存在的光電探測器頻響需要單獨校準的問題，本發明的目的在于提供電光相位調制器調制系數的測量方法，實現自校準的電光相位調制器調制系數的高分辨率、高精度電域測量方法。
[0005]本發明提供一種測量電光相位調制器調制系數的方法，該方法包括以下步驟:
[0006](I)構建光纖干涉儀，該光纖干涉儀包括分束器、待測電光相位調制器、聲光移頻器、輔助電光相位調制器、合束器，其中待測電光相位調制器放置于光纖干涉儀的一個干涉臂上，聲光移頻器和輔助電光相位調制器串行連接放置在光纖干涉儀的另一個干涉臂上；
[0007](2)設置激光器的工作波長為Xci(對應頻率為&)，在待測電光相位調制器的電極上加載頻率為的正弦信號，在輔助電光相位調制器的電極上加載頻率為f2的正弦信號，聲光移頻器的電極上加載頻率為fs的正弦信號，所加載正弦信號的頻率和f2滿足1.9f2 ^ fi ^ 2.lf2。
[0008](3)通過光電探測器和采樣電路記錄光纖干涉儀在(2)步驟中三種正弦信號作用下的輸出信號，記錄頻率為frf2-fs> f2+fs、f2-fs的幅度，分別記為Ufrfdfs)、i (frf2-fs)、i (f2+fs)、i (f2-fs); [0009](4)按照如下公式中的任意一個計算得到待測電光相位調制器的調制系
數值
【權利要求】
1.電光相位調制器調制系數的測量方法，其特征在于該調制系數的測量方法步驟如下: (1)構建光纖干涉儀，該光纖干涉儀包括分束器、待測電光相位調制器、聲光移頻器、輔助電光相位調制器、合束器，其中待測電光相位調制器放置于光纖干涉儀的一個干涉臂上，聲光移頻器和輔助電光相位調制器串行連接放置在光纖干涉儀的另一個干涉臂上； (2)設置激光器的工作波長為Xci(對應頻率為&)，在待測電光相位調制器的電極上加載頻率為的正弦信號，在輔助電光相位調制器的電極上加載頻率為f2的正弦信號，聲光移頻器的電極上加載頻率為fs的正弦信號，所加載正弦信號的頻率和f2滿足1.9f2 ^ fi ^ 2.1f2 ； (3)通過光電探測器和采樣電路記錄光纖干涉儀在(2)步驟中三種正弦信號作用下的輸出信號，記錄頻率為frf2-fs> f2+fs、f2-fs的幅度，分別記為i (frf2+fs)、i (frf2-fs)、i (f2+fs)、i (f2-fs); (4)按照如下公式中的任意一個計算得到待測電光相位調制器的調制系數值，
2.根據權利要求1所述的電光相位調制器調制系數的測量方法，其特征在于:在待測電光相位調制器的電極上加載頻率為的正弦信號，在輔助電光相位調制器電極上加載頻率為f2的正弦信號，所加載正弦信號的頻率和f2滿足1.9f2≤f1≤2.lf2。
3.根據權利要求1所述的電光相位調制器調制系數的測量方法，其特征在于:步驟(4)選擇待測電光相位調制器的調制系數的計算公式的依據為公式分子和分母對應頻率間隔最小者。
【文檔編號】G01M11/02GK103926059SQ201410181001
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2014年4月30日
【發明者】張尚劍, 王恒, 鄒新海, 尹歡歡, 張雅麗, 劉永 申請人:電子科技大學