一種電光強度調制器啁啾參數的測量方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于光電子技術領域，具體涉及一種電光強度調制器啁啾參數的測量方 法。
【背景技術】
[0002] 隨著光纖通信系統的朝著高速、寬帶寬和遠距離的方向發展，電光強度調制器逐 漸已經成為高速光纖通信系統的關鍵器件之一。傳統的馬赫曾德爾波導結構的電光強度調 制器，由于馬赫曾德爾波導結構的不對稱性以及兩臂上驅動電壓損耗的不同，導致了電光 強度調制器中伴隨著與光纖色散有緊密聯系啁啾參數的形成，成為限制高速長距離傳輸的 重要因素，因此為了提高一個光纖通信的整體傳輸性能，對于啁啾參數的測量是非常重要 的。
[0003] 目前，測量馬赫曾德爾結構的電光強度調制器的啁啾參數的方法大致 分為電域測量法和光域測量法，典型代表為光譜分析法（Y.Q.Shi，L.S.Yan，A. E.Willner，"High-speedelectroopticmodulatorcharacterizationusingoptical spectrumanalysis，''JournalofLightwaveTechnology. 2003, 21 (10) : 2358-2367 ； N.CourjalandJ.M.Dudley, ^Extinction-rati〇-independentmethodforchirp measurementsofMach-Zehndermodulators，"OpticsExpress. 2004, 12(3):442-448.) ? 該方法利用光譜中的光載波與邊帶之比獲得電光強度調制器的啁啾參數，但是受 限于商用光譜分析儀波長的分辨率（〇.Olnm)的限制和激光器線寬的影響，無法 準確的對低頻范圍內的啁啾參數進行測量；電域測量法包括光鑒頻法（J.Provost andF.Grillot，"MeasuringtheChirpandtheLinewidthEnhancementFactor ofOptoelectronicDeviceswithaMach-ZehnderInterferometer，"IEEE PhotonicsJournal. 2011, 3 (3) : 476-488 ；J.S.Bakos,G.P.Djotyan,P.N.Ignacz,el al.''Generationoffrequency-chirpedlaserpulsesbyanelectro-optic amplitudemodulator，''OpticsandLasersinEngineering. 2009, 47 (I) : 19-23.)、相 位比較、法（L.S.Yan，Q.Yu，andA.E.Wiliner，"Measurementofthechirpparameter ofelectro-opticmodulatorsbycomparisonofthephasebetweentwo sidebands，"OpticsLetters. 2003, 28 (13) : 1114-1116.)、外差法（C.E.Rogers，J. L.Carini,J.A.Pechkis,elal.''Characterizationandcompensationoftheresidual chirpinaMach-Zehnder-typeelectro-opticalintensitymodulator，''Optics Express. 2010, 18(2) : 1166-1176 ；D.J.KrauseandJ.C.CartIedge，''Technique forMeasuringtheOpticalPhaseTransferFunction，''IEEEPhotonics Journal. 2004，16(8) :1915-1917.)、光纖傳輸法（F.Devaux，Y.Soreland J.F.Kerdiles，"Simplemeasurementoffiberdispersionandofchirpparameter ofintensitymodulatedlightemitter，"JournalofLightwaveTechnolo gy. 1993, 11 (12) : 1937-1940.)，其中光鑒頻法利用干涉儀法將測試器件的幅度和相位響 應提取出來用于測量啁啾參數，但是干涉儀受溫度影響很大，且對干涉儀的自由光譜范圍 (FSR)的高帶寬與高分辨率有很大的要求，以及調節復雜；相位比較法利用濾波器形成單 邊帶調制，通過提取邊帶的相位之比來獲得啁啾參數，但是對濾波器的分辨率和帶寬要求 很高，且測量多頻點時調節困難；外差法利用光外差技術測量調制器的相位和幅度信息之 比直接獲得啁啾參數，但受到激光器穩定性的影響，且局限于低寬帶的時域測量；光纖傳輸 法利用強度調制光信號在色散光纖中的傳播行為來獲得啁啾參數，但常常受到光纖長度以 及環境影響很大。

【發明內容】

[0004] 本發明所要解決的技術問題在于克服現有電光強度調制器啁啾參數測量中頻率 分辨率低、頻率范圍窄的問題，提出一種電光強度調制器啁啾參數測量方法，能夠實現電光 強度調制器啁啾參數的寬頻、高分辨測量，簡化測量系統、降低測量成本。
[0005] 本發明為了實現上述目的采用以下技術方案：
[0006] 一種電光強度調制器啁啾參數的測量方法，激光器發出的光載波經過分束器分為 兩束，其中一束光載波經由待測電光強度調制器被一正弦信號調制形成強度調制光信號， 另一束光載波經過移頻器后形成移頻光信號，兩束光信號通過合束器合束后送入光電探測 器光電轉換，獲得拍頻信號；分別調節待測電光強度調制器的偏置電壓，使得拍頻信號中特 定頻率成份的幅值達到最大值和最小值，利用記錄的特定頻率成份的最大值和最小值，計 算獲得待測電光強度調制器的啁啾參數；改變所述正弦信號的頻率并重復上述過程，得到 待測電光強度調制器啁啾參數隨調制頻率的變化關系。
[0007] 本發明提供的電光強度調制器啁啾參數的測量方法，其具體實現包括以下步驟：
[0008] 步驟1、設定加載到待測電光強度調制器的正弦信號頻率為fm，移頻器的移頻量為 fs;
[0009] 步驟2、逐步調節待測電光強度調制器的偏置電壓，觀察光電探測器輸出的拍頻信 號中仁和fm±fs頻率的幅度值i(fs)和i(fm±fs)，記錄i(fs)的最大幅度值和i(fm±fs)的 最小幅度值，分別記為i〇(fs)、土fs);再逐步調節待測電光強度調制器的偏置電壓，觀 察光電探測器輸出的拍頻信號中仁和fm±fs頻率的幅度值i(fs)和i(fm±fs)，記錄i(fs) 的最小幅度值和i(fm±fs)的最大幅度值，分別記為i" (fs)、i" (fm±fs);
[0010] 步驟3、求解待測電光強度調制器在調制頻率為fm的啁啾參數，求解公式為：
【主權項】
1. 一種電光強度調制器啁啾參數的測量方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟1、激光器發出的光載波經過分束器分為兩束， 步驟2、其中一束光載波經由待測電光強度調制器被一正弦信號調制形成強度調制光 信號，另一束光載波經過移頻器后形成移頻光信號， 步驟3、兩束光信號通過合束器合束后送入光電探測器光電轉換，獲得拍頻信號； 步驟4、調節待測電光強度調制器的偏置電壓，使得拍頻信號中特定頻率成份的幅值達 到最大值和最小值， 步驟5、利用記錄的特定頻率成份的最大值和最小值計算獲得待測電光強度調制器的 啁啾參數； 步驟6、改變所述正弦信號的頻率并重復上述過程，得到待測電光強度調制器啁啾參數 隨調制頻率的變化關系。
2. 根據權利要求1所述的一種電光強度調制器啁啾參數的測量方法，其特征在于，步 驟2中加載到待測電光強度調制器的正弦信號頻率為f m，移頻器的移頻量為fs。
3. 根據權利要求1所述的一種電光強度調制器啁啾參數的測量方法，其特征在于，步 驟4具體包括以下： 逐步調節待測電光強度調制器的偏置電壓，觀察光電探測器輸出的拍頻信號中仁和 乙±仁頻率的幅度值i (f s)和i (fm±fs)，記錄i (fs)的最大幅度值和i (fm±fs)的最小幅度 值，分別記為i〇(fs)、i〇(f m±fs);再逐步調節待測電光強度調制器的偏置電壓，觀察光電探 測器輸出的拍頻信號中仁和f m±fs頻率的幅度值i(f s)和i(fm±fs)，記錄i(fs)的最小幅 度值和i (fm±fs)的最大幅度值，分別記為i π (fs)、i π (fm±fs)。
4. 根據權利要求1所述的一種電光強度調制器啁啾參數的測量方法，其特征在于，步 驟5中求解待測電光強度調制器在調制頻率為f m的啁啾參數a ^的求解公式為：
測電光強度調制器啁啾參數的符號表征值為s，當s大于1或小于-1時，啁啾參數％ 為正號，當s在-1和1之間，啁啾參數％為負號，當s等于1或-1時，啁啾參數為O ;s的 計算公式為：
5. 根據權利要求2所述的一種電光強度調制器啁啾參數的測量方法，其特征在于，所 述拍頻信號中特定頻率成份指的是4和fm±fJS率成份，其幅度通過調節待測電光強度調 制器的偏置電壓改變，分別達到最大值和最小值。
6. 根據權利要求1所述的一種電光強度調制器啁啾參數的測量方法，其特征在于，所 述移頻器為聲光移頻或者調制移頻，移頻前后，光載波的中心頻率移動f s。
7. 根據權利要求4所述的一種電光強度調制器啁啾參數的測量方法，其特征在于，所 述啁啾參數的求解公式中和i π (fm±fs)項中均取+號或者均取-號。
【專利摘要】本發明公開了一種電光強度調制器啁啾參數的測量方法，屬于光電子技術領域。本發明方法將一束光載波經過分束器一分為二，其中一束通過待測電光強度調制器被一正弦微波信號調制，另一束進行移頻，兩束光信號經合束器合束后送入光電探測器進行光電轉換，獲得拍頻信號；通過調節待測電光強度調制器的偏置電壓，使得拍頻信號中特定頻率成份的幅度達到最大值和最小值，利用該特定頻率成份的最大幅度值和最小幅度值計算獲得電光強度調制器啁啾參數；改變正弦微波信號的頻率，重復上述過程，得到電光強度調制器啁啾參數隨調制頻率的變化曲線。相比現有技術，本發明大幅度提高測量分辨率和頻率范圍，適用于任意有限分光比的電光強度調制器。
【IPC分類】G01M11-02
【公開號】CN104764592
【申請號】CN201510161015
【發明人】張尚劍, 王恒, 鄒新海, 尹歡歡, 劉俊偉, 張雅麗, 劉永
【申請人】電子科技大學
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月8日