[发明专利]光器件频响测量方法及装置

说明书

本发明公开了一种光器件频响测量方法，将线性调频连续光信号分为两路，一路引入固定频移Δω，另一路进行延时匹配以保证两路光信号的瞬时频差始终恒定；将两路线性调频连续光信号耦合后分为两路，一路经过待测光器件后将其光电转换为测量路电信号，另一路直接光电转换为参考路电信号；以参考路电信号中的Δω分量作为参考，提取测量路电信号中Δω分量的幅度和相位信息，从而得到待测光器件在采样点处的幅度响应和群时延响应。本发明还公开了一种光器件频响测量装置。相比现有技术，本发明可大幅提高测量速度，并降低对硬件的性能要求。

技术领域

本发明涉及一种光器件频响测量方法，属于光器件测量技术领域。

背景技术

光器件频谱响应是揭示微波光子器件材料及系统特征的关键参数，也是指导微波光子器件在各种应用中实现功能的重要依据。近年来，随着激光技术的飞速发展，光子系统得到了广泛的应用，新一代高速光纤通信系统、骨干传输，机载舰载光传操纵系统，光控相阵雷达系统及光电武器装备系统中，对高速光/电及电/光变换器、光纤放大器、激光器、探测器等的测试提出了更高要求。然而，光测量技术的发展却停滞不前，不仅使得高精度光器件的研发制作举步艰难，而且也使得现有的光器件无法在系统中发挥最大效用。

为了实现高精度的光器件测量，1998年J.E.Roman提出了基于单边带调制的光矢量分析方法。该方法将传统光矢量分析仪在光域的扫频操作搬到电域进行，受益于成熟的电频谱分析技术，其测试精度得到了质的飞跃。我们已在38GHz的频带范围内实现了测量分辨率达78KHz的光器件测量，相比于商用光矢量分析仪的测量结果，该方法所测得的响应更加清晰地反应了待测光器件的响应。在此基础上，一些研究者提出了一系列改进的基于单边带调制的光器件测量方法，例如J.E.Roman,等人在Spectral ch aracterization offiber gratings with high resolution(J.E.Roman,M.Y.Frankel,and R.D.Esman,“Spectral characterization of fiber gratings with high resolution,”Opt.Lett.,vol.23,no.12,pp.939–941,1998.)中，以及薛敏等人在“Accuracy improv ement ofoptical vector network analyzer based on single-sideband modulation”(M.X ue,S.L.Pan,and Y.J.Zhao,Accuracy improvement of optical vector network analyzer based on single-sideband modulation,Optics Letters,vol.39,no.12,pp.3595-3598,Jun.2014.)提到的光单边带扫频方法等。

然而，基于单边带调制的光器件测量方法也存在严重的不足。首先，产生光单边带会使系统非常复杂，目前单边带调制的产生方法大致分为滤波法和90°相移法，前者需要使用滤波器，增加了系统的复杂性和不稳定性，且消光比有限；后者需要对加载到双驱动光电调制器的微波信号进行90°相移，需要使用宽带90°电桥和双驱光电调制器，系统复杂，且调节不便。其次，单边带扫频法是逐点测量，测量速度慢。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种光器件频响测量方法，可大幅提高测量速度，并降低对硬件的性能要求。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：