[发明专利]用于检测电光相位调制器带宽的装置及方法

说明书

本发明提出了一种用于检测电光相位调制器带宽的装置及方法，所述装置包括光源、起偏器、双折射器件、检偏器、光探测器和矢量网络分析仪；本发明的有益技术效果是：提出了一种用于检测电光相位调制器带宽的装置及方法，与现有技术相比，采用本发明进行带宽检测时，检测过程受温度影响小，可测器件类型多，测量结果准确。

技术领域

本发明涉及一种电光相位调制器带宽检测技术，尤其涉及一种用于检测电光相位调制器带宽的装置及方法。

背景技术

电光相位调制器是光纤通信、传感系统中的重要器件，可用于电光移频，光谱展宽，光子宽带微波移相和频移以及光子时间延迟等。由于电光相位调制器具有无需偏置、线性调制深度大等优点，近年来在大动态微波光子链路中受到越来越多的重视。带宽是电光调制器的重要参数，但由于电光相位调制器输出信号中的相位调制信息无法被光电探测器直接探测，因此其带宽无法直接测量。

目前，可对电光相位调制器带宽进行测量的方法大致有三种：1)针对LiNbO₃基的钛扩散波导电光相位调制器，可利用T_E模和T_M模的光相干涉来实现相位-强度转换，从而实现带宽测量，但该方法只适用于能同时传播T_E模和T_M模、且两个方向上调制效率不同的钛扩散波导电光相位调制器，适用面较窄；2)搭建Mach-Zehnder干涉仪，将电光相位调制器安装于其中一臂上，该方法可测量带有起偏功能的电光相位调制器的带宽，该方法的温度稳定性和可操作性都较差，测量结果准确度较低；3)采用F-P型光滤波器进行带宽测量，但由于F-P型光滤波器内部存在多级光相互干涉，其测量结果误差较大。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提出了一种用于检测电光相位调制器带宽的装置，待检测的电光相位调制器简记为器件，装置的结构为：所述装置包括光源、起偏器、双折射器件、检偏器、光探测器和矢量网络分析仪；所述光源的输出端与器件的光载波输入端光路连接，器件的输出端与起偏器的输入端光路连接，起偏器的输出端与双折射器件的输入端光路连接，双折射器件的输出端与光探测器的输入端光路连接，光探测器的输出端与矢量网络分析仪的检测信号输入端电气连接；矢量网络分析仪的射频激励输出端与器件的射频输入端电气连接；

所述光源用于为器件提供光载波；

所述双折射器件采用保偏光纤环；

所述起偏器的偏振轴与器件的T_E模或T_M模的轴向对准，同时，起偏器的偏振轴与双折射器件的快轴成45°夹角；

所述检偏器的偏振轴与双折射器件的快轴成45°夹角；

所述矢量网络分析仪能通过射频激励信号对器件进行扫描，光探测器能将采集到的光信号实时输出至矢量网络分析仪；矢量网络分析仪扫描时的频率范围为min～1200/Δt，min为矢量网络分析仪所能提供的频率下限，Δt为双折射器件的快轴和慢轴的光延时。

本发明还提出了一种用于检测电光相位调制器带宽的方法，所涉及的硬件如前所述，具体方法包括：

所述矢量网络分析仪从光探测器处接收到的信号记为总体响应度；矢量网络分析仪每次输出的射频激励信号的频率记为f_i，f_i∈[min,1200/Δt]，所述响应度参数记为S_i，S_i与f_i一一对应；当矢量网络分析仪(6)按所述频率范围完成了扫描操作后，按下式计算出相应的器件响应度Q_i：

Q_i与f_i一一对应；将多个Q_i绘制成曲线，所述曲线即为器件的带宽曲线。

本发明的原理是：基于现有理论可知，未经调制的光载波的波函数可由下式示出：