[发明专利]光器件宽带频率响应值的测量方法及装置

说明书

一种光器件宽带频率响应值的测量方法及装置，包括以下步骤：放置待测光器件；光信号经载波相位可调的双边带调制单元转换为双边带光信号；双边带光信号经光电探测器后转换为电信号，微波幅度相位探测器探测电信号得到第一幅相响应信息；调节载波相位可调的双边带调制单元，改变载波相位，重复上述步骤，得到第二幅相响应信息；矢量分析计算单元根据事先测量的参考、第一和第二幅相响应信息得到光器件的宽带频率响应值。本发明利用双边带调制的光信号探测光器件矢量频率响应，可成倍的拓宽测量范围；双边带信号的产生降低了系统复杂度，同时消除了低频盲区及消光比有限带来的误差。

技术领域

本发明属于光器件测量方法及装置领域，更具体地涉及一种光器件宽带频率响应值的测量方法及装置。

背景技术

随着激光技术与光通信技术的飞速发展，光子系统中光无源器件的应用向高精度发展，同时，对光器件测量精度要求也水涨船高。例如，光纤布拉格光栅(FBG)的最小带宽已低至10MHz，而传统的测量方法主要采用相移方法或干涉方法，这些方法都依赖于可调谐激光器进行扫频测量，测量精度在百MHz量级，精确度低且稳定度较差，已无法满足实际应用需求。

为提高光器件的测量精确度，目前有基于单边带扫描的光矢量分析方法，即将光矢量分析仪的扫频操作由传统的光域搬到了电域，使得光器件的测量精度有了质的提升。自此，众多研究者基于单边带扫描的光矢量分析方法，提出了一系列改进方法。但单边带扫频方法存在一系列明显不足。其一，产生单边带信号通常使用滤波器或90°移相的方法，前者由于滤波器消光比与带宽的限制，单边带信号误差较大，且测量范围低频区为盲区；后者由于移相器件带宽有限因此极大地限制了测量范围；其二：产生单边带信号构成的系统均很复杂，且基于单边带扫频的方法对带通器件的测量系统更加复杂；其三，单边带扫描的方法测量带宽无法高出微波源、光电探测器等一系列仪器的带宽。

针对单边带测量系列不足，双边带测量方法应运而生，主要有非平衡双边带测量方法和载波移频的双边带测量方法。非平衡双边带测量拓展了测量系统的带宽，但使用滤波器带来的系列问题依然存在；载波移频的双边带测量，系统设计进一步复杂化，并未提升其单次测量的范围。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的在于提出一种光器件宽带频率响应值的测量方法及其装置，用于解决以上技术问题中的至少之一。

为了达到上述目的，作为本发明的一个方面，本发明提出一种光器件宽带频率响应值的测量方法，包括以下步骤：

步骤1、放置待测光器件于载波相位可调的双边带调制单元和光电探测器之间；

步骤2、将一光信号经由一载波相位可调的双边带调制单元，转换为双边带光信号；

步骤3、双边带光信号经由待测光器件和光电探测器后转换为电信号，电信号由一微波幅度相位探测器探测得到第一幅相响应信息；

步骤4、调节载波相位可调的双边带调制单元，改变载波相位，重复步骤2～3，得到第二幅相响应信息；

步骤5、矢量分析计算单元根据事先测量的一参考幅相响应信息、第一幅相响应信息和第二幅相响应信息，得到光器件的宽带频率响应值。

进一步地，上述载波相位可调的双边带调制单元通过扫频微波源扫频输入，得到所述待测光器件的宽带频率响应。

进一步地，上述第一幅相响应信息和第二幅相响应信息为±1阶边带处响应值的线性叠加。

进一步地，上述参考幅相响应信息为不放置待测光器件时，通过步骤2和步骤3探测得到。

为了达到上述目的，作为本发明的另一个方面，本发明提出一种光器件宽带频率响应值的测量装置，包括：

光信号产生模块，用于产生双边带光信号；