เพื่อตอบสนองความต้องการข้อมูลที่เพิ่มขึ้นของผู้คน อัตราการส่งข้อมูลของระบบสื่อสารใยแก้วนำแสงจึงเพิ่มขึ้นทุกวัน เครือข่ายการสื่อสารใยแก้วนำแสงในอนาคตจะพัฒนาไปสู่เครือข่ายการสื่อสารใยแก้วนำแสงที่มีความเร็วสูงพิเศษ ความจุขนาดใหญ่พิเศษ ระยะทางไกลพิเศษ และประสิทธิภาพสเปกตรัมที่สูงมาก เครื่องส่งสัญญาณจึงเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง เครื่องส่งสัญญาณใยแก้วนำแสงความเร็วสูงประกอบด้วยเลเซอร์ที่สร้างตัวพาแสง อุปกรณ์สร้างสัญญาณไฟฟ้าแบบมอดูเลต และมอดูเลเตอร์ไฟฟ้า-แสงความเร็วสูงที่มอดูเลตตัวพาแสง เมื่อเปรียบเทียบกับมอดูเลเตอร์ภายนอกประเภทอื่นๆ มอดูเลเตอร์ไฟฟ้า-แสงแบบลิเธียมไนโอเบตมีข้อได้เปรียบในด้านความถี่การทำงานที่กว้าง เสถียรภาพที่ดี อัตราการดับสัญญาณสูง ประสิทธิภาพการทำงานที่เสถียร อัตราการมอดูเลตสูง เสียงแหลมต่ำ การเชื่อมต่อที่ง่าย เทคโนโลยีการผลิตที่ก้าวหน้า ฯลฯ มอดูเลเตอร์นี้ถูกใช้อย่างแพร่หลายในระบบส่งสัญญาณใยแก้วนำแสงความเร็วสูง ความจุขนาดใหญ่ และระยะไกล
แรงดันไฟฟ้าครึ่งคลื่นเป็นพารามิเตอร์ทางกายภาพที่สำคัญอย่างยิ่งของมอดูเลเตอร์ไฟฟ้าออปติก แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าไบอัสที่สอดคล้องกับความเข้มแสงเอาต์พุตของมอดูเลเตอร์ไฟฟ้าออปติกจากค่าต่ำสุดไปยังค่าสูงสุด พารามิเตอร์นี้กำหนดมอดูเลเตอร์ไฟฟ้าออปติกได้อย่างกว้างขวาง การวัดแรงดันไฟฟ้าครึ่งคลื่นของมอดูเลเตอร์ไฟฟ้าออปติกอย่างแม่นยำและรวดเร็วมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์และการปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์ แรงดันไฟฟ้าครึ่งคลื่นของมอดูเลเตอร์ไฟฟ้าออปติกประกอบด้วย DC (ครึ่งคลื่น)
แรงดันไฟฟ้าและความถี่วิทยุ) แรงดันไฟฟ้าครึ่งคลื่น ฟังก์ชันการถ่ายโอนของมอดูเลเตอร์ไฟฟ้าออปติกมีดังนี้:
ในจำนวนนั้นก็มีกำลังแสงขาออกของตัวปรับแสงไฟฟ้าด้วย
คือกำลังแสงอินพุตของตัวปรับสัญญาณ
คือการสูญเสียการแทรกของตัวปรับคลื่นไฟฟ้าออปติก
วิธีการที่มีอยู่สำหรับการวัดแรงดันไฟฟ้าครึ่งคลื่นได้แก่ วิธีสร้างค่าสุดขั้วและวิธีการเพิ่มความถี่เป็นสองเท่า ซึ่งสามารถวัดแรงดันไฟฟ้าครึ่งคลื่นกระแสตรง (DC) และแรงดันไฟฟ้าครึ่งคลื่นความถี่วิทยุ (RF) ของมอดูเลเตอร์ได้ตามลำดับ
ตารางที่ 1 การเปรียบเทียบวิธีการทดสอบแรงดันไฟฟ้าครึ่งคลื่นสองวิธี
| วิธีค่าสุดขั้ว | วิธีการเพิ่มความถี่เป็นสองเท่า | |
| อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการ | แหล่งจ่ายไฟเลเซอร์ ตัวปรับความเข้มข้นที่อยู่ระหว่างการทดสอบ แหล่งจ่ายไฟ DC แบบปรับได้ ±15V เครื่องวัดกำลังแสง | แหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ ตัวปรับความเข้มข้นที่อยู่ระหว่างการทดสอบ แหล่งจ่ายไฟ DC แบบปรับได้ ออสซิลโลสโคป แหล่งสัญญาณ (อคติ DC) |
| เวลาทดสอบ | 20 นาที() | 5 นาที |
| ข้อได้เปรียบในการทดลอง | ง่ายต่อการทำสำเร็จ | การทดสอบที่ค่อนข้างแม่นยำ สามารถรับแรงดันครึ่งคลื่น DC และแรงดันครึ่งคลื่น RF ได้ในเวลาเดียวกัน |
| ข้อเสียของการทดลอง | เป็นเวลานานและปัจจัยอื่นๆ การทดสอบไม่แม่นยำ การทดสอบผู้โดยสารโดยตรงด้วยแรงดันไฟ DC ครึ่งคลื่น | ค่อนข้างนาน ปัจจัยต่างๆ เช่น ข้อผิดพลาดในการตัดสินความผิดเพี้ยนของรูปคลื่นขนาดใหญ่ ฯลฯ ทำให้การทดสอบไม่แม่นยำ |
มันทำงานดังต่อไปนี้:
(1) วิธีค่าสุดขั้ว
วิธีค่าสุดขั้วใช้ในการวัดแรงดันไฟฟ้าครึ่งคลื่น DC ของมอดูเลเตอร์อิเล็กโทรออปติก ขั้นแรก หากไม่มีสัญญาณมอดูเลต เส้นโค้งฟังก์ชันการถ่ายโอนของมอดูเลเตอร์อิเล็กโทรออปติกจะได้จากการวัดแรงดันไฟฟ้าไบอัส DC และการเปลี่ยนแปลงความเข้มแสงเอาต์พุต จากนั้นหาจุดสูงสุดและจุดต่ำสุดจากเส้นโค้งฟังก์ชันการถ่ายโอน และหาค่าแรงดันไฟฟ้า DC ที่สอดคล้องกัน Vmax และ Vmin ตามลำดับ สุดท้าย ผลต่างระหว่างค่าแรงดันไฟฟ้าทั้งสองนี้คือแรงดันไฟฟ้าครึ่งคลื่น Vπ=Vmax-Vmin ของมอดูเลเตอร์อิเล็กโทรออปติก
(2) วิธีการเพิ่มความถี่เป็นสองเท่า
ใช้วิธีการเพิ่มความถี่เป็นสองเท่าเพื่อวัดแรงดันไฟฟ้าครึ่งคลื่น RF ของมอดูเลเตอร์อิเล็กโทรออปติก เพิ่มสัญญาณไบอัส DC และสัญญาณมอดูเลชัน AC เข้ากับมอดูเลเตอร์อิเล็กโทรออปติกพร้อมกันเพื่อปรับแรงดันไฟฟ้า DC เมื่อความเข้มแสงเอาต์พุตเปลี่ยนไปเป็นค่าสูงสุดหรือต่ำสุด ขณะเดียวกัน ออสซิลโลสโคปแบบดูอัลเทรซสามารถสังเกตได้ว่าสัญญาณที่มอดูเลชันเอาต์พุตจะปรากฏความเพี้ยนของความถี่เป็นสองเท่า ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวของแรงดันไฟฟ้า DC ที่สอดคล้องกับความเพี้ยนของความถี่เป็นสองเท่าสองอันที่อยู่ติดกันคือแรงดันไฟฟ้าครึ่งคลื่น RF ของมอดูเลเตอร์อิเล็กโทรออปติก
สรุป: ทั้งวิธีค่าสุดขั้วและวิธีความถี่สองเท่าสามารถวัดแรงดันไฟฟ้าครึ่งคลื่นของมอดูเลเตอร์ไฟฟ้าออปติกได้ในทางทฤษฎี แต่เพื่อการเปรียบเทียบ วิธีค่ากำลังสูงต้องใช้เวลาในการวัดนานกว่า และระยะเวลาในการวัดที่นานกว่านั้นเกิดจากกำลังแสงขาออกของเลเซอร์ผันผวนและทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัด วิธีค่าสุดขั้วจำเป็นต้องสแกนไบแอส DC ด้วยค่าสเต็ปเล็กๆ และบันทึกกำลังแสงขาออกของมอดูเลเตอร์ในเวลาเดียวกัน เพื่อให้ได้ค่าแรงดันไฟฟ้าครึ่งคลื่น DC ที่แม่นยำยิ่งขึ้น
วิธีการเพิ่มความถี่เป็นสองเท่าเป็นวิธีการหาค่าแรงดันครึ่งคลื่นโดยการสังเกตรูปคลื่นความถี่สองเท่า เมื่อแรงดันไบอัสที่ใช้ถึงค่าที่กำหนด จะเกิดความเพี้ยนจากการคูณความถี่ และความผิดเพี้ยนของรูปคลื่นจะไม่เด่นชัดนัก การสังเกตด้วยตาเปล่านั้นไม่ง่ายนัก ด้วยวิธีนี้จะทำให้เกิดข้อผิดพลาดที่ร้ายแรงขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ และสิ่งที่วัดได้คือแรงดันครึ่งคลื่น RF ของมอดูเลเตอร์อิเล็กโทรออปติก