[发明专利]电光相位调制器调制系数的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，更具体的设计一种解决了相位调制信号在光电探测器上无法直接检测，避免了PM-IM和FM-IM的转换中的非线性过程的电光相位调制器调制系数的测量方法。

背景技术

电光相位调制器是光纤通信系统中的关键器件之一，电光相位调制器具有无需偏置和线性调制的优点，在高速光纤通信和相干光通信系统，尤其是高频谱效率的先进调制格式的光信号产生中具有不可或缺的作用。电光相位调制器调制系数是电光相位调制器的重要特性参数之一，其反应出电光相位调制器的调制效率，而通过对电光相位调制器调制系数的测量还能达到对电光相位调制器半波电压测量的目的。

目前测量电光相位调制器调制系数的方法主要有两类，一类是光域测量方法，其典型代表为光谱分析法(Y.Shi,L.YanandA.E.Willner.High-speed electrooptic modulator characterization using optical spectrum analysis[J].Journal of Lightwave Technology,2003,21(10):2358-2367.)；另一类是电域测量方法，其包括有PM-IM转换(J.A.Campbell,A.Knoesen,andD.R.Yankelevich,“Measurement of the modulation efficiency of an optical phase modulator using a self-homodyne receiver,”IEEE Photon.Technol.Lett.14(9),1330-1332,(2002)；E.H.W.Chan,and R.A.Minasian,“A new optical phase modulator dynamic response measurement technique,”J.Lightwave Technol.26(16),2882-2888(2008).S.J.Zhang,X.X.Zhang,Y.Liu.Swept frequency measurement of electrooptic phase modulators using dispersive fibers.Chinese Physics Letters,2012,29(8):84217-84219.)、FM-IM转换法(S.J.Zhang,X.X.Zhang,Y.Liu.Swept frequency measurement of electrooptic phase modulators using dispersive fibers[J].Chinese Physics Letters,2012,29(8):84217-84219.)和光外差法(R.E.Tench,J.-M.P.Delavaux,L.D.Tzeng,R.W.Smith,L.L.Buhl and R.C.Alferness.Performance evaluation of waveguide phase modulators for coherent systems at1.3and1.5μm[J].Journal of Lightwave Technology,1987,5(4):459-501.)，其中，光谱分析法的分辨率受到光谱分析仪的分辨率限制，目前商用的光谱仪的分辨率为0.01nm，对应频率分辨率为1.25GHz左右，这造成频率分辨率低、可测量的频点少、测量精度较低的困难；PM-IM转换法利用Mach-Zehnder干涉仪或者Sagnac干涉仪将相位转换为强度；FM-IM转换法利用光滤波器实现频率到强度的转换；外差法则利用相位调制边带与另外激光器进行拍频获得相位调制系数；电域测量方法极大地提高了测量的频率分辨率，但是各种方法也有自身的一些缺点，比如PM-IM转换法中的干涉仪引入了非线性变换，使得这类方法只能工作于小信号调制下；FM-IM转换法中的滤波器斜率也是非线性的；光外差法中，由于双激光器各自的随机相位噪声的影响造成拍频信号线宽较宽，使得测量系统与不稳定、求解电光相位调制器调制系数的误差较大，达不到精确测量的目的；目前，电域测量方法的最大问题还在于测量结果需要额外校准扣除掉光电探测器的频率响应，尤其在调制频率较高或者调制器的带宽较小的情况下，校准不可避免，否则引入误差。

发明内容