[发明专利]一种光电子器件频率响应的测试装置与方法

说明书

本发明提供了一种光电子器件频率响应的测试装置与方法。本发明由可调谐激光器、外差仪、待测光‑电器件、频谱分析与数据处理模块依次级联组成，其中外差仪由移频模块与待测电‑光器件组成的电‑光器件测试臂和辅助调制模块与待测光‑光器件组成的光‑光器件测试臂构成，同时第一信号源连接在待测电‑光器件的驱动电极上，第二信号源连接在辅助调制模块的驱动电极上；设置第一信号源和第二信号源输出正弦微波信号的频率关系，通过频谱分析与数据处理模块测得对应频率的功率比值，获得待测电‑光器件、待测光‑光器件和待测光‑电器件的频率响应值，且各器件之间相互不影响，实现一个系统中多种器件的频率响应自校准测试。

技术领域

本发明属于光电子技术领域中的测量技术，具体涉及一种光电子器件频率响应的测试装置与方法。

背景技术

随着通信速率和带宽的激增，微波技术与光子技术结合的微波光波融合系统成为现代光纤通信技术的演进方向之一，而电-光器件、光-光器件和光-电器件，是微波光波融合系统中必不可少的光电子器件，其特性参数的好坏也影响着整个微波光波融合系统的工作性能，特别是幅频响应特性决定了系统的工作带宽。因此，光电子器件频率响应的测量与评价对于提高和优化光纤通信系统的工作性能有着重要的意义。

对于光电子器件的频率响应的测量，目前主要集中在单一器件的测量，同时测量方法的单一使得对光电子器件频率响应的测量面临着测量精度低，测量成本高、测试方法不灵活的问题，如对于电-光器件频率响应测量的方法主要有光谱法、外差法、扫频法，对于光-光器件和光-电频率响应测量的方法主要有自发辐射法、扫频法。但是，光谱法(Y.Q.Shi,L.S.Yan,A.E.Willner,“High-speed electrooptic modulatorcharacterization using optical spectrum analysis,”Journal of LightwaveTechnology,2003,21(10):2358-2367.)受光栅光谱仪分辨率和布里渊或拉曼光谱仪测试波段的限制，无法同时实现1GHz以下的低频测量和C+L波段的全覆盖；外差法(C.E.RogersIII,J.L.Carini,J.A.Pechkis,and P.L.Gould,“Characterization and compensationof the residual chirp in a Mach-Zehnder-type electro-optical intensitymodulator,”Optics express,2010,18(2):1166.)受到激光器稳定性、可调节性影响，无法对光电子器件频率响应实现精确、稳定测量；自发辐射法(G.A.Cranch and G.M.H.Flockhart,“Tools for synthesising and characterising Bragg gratingstructures in optical fibres and waveguides,”Journal of Modern Optics,2012,59(6):1-34.)同样受限光谱仪测试分辨率的影响，无法实现高精度测量；扫频法(X.M.Wu,J.W.Man,L.Xie,Y.Liu,X.Q.Qi,L.X.Wang,J.G.Liu,and N.H.Zhu,“Novel method forfrequency response measurement of optoelectronic devices,”IEEE PhotonicsTechnology Letters,2012,24(7):575-577.)无法摆脱测试系统中其他辅助器件对待测器件频率响应测量的影响，需要进行额外的校准，增加了测试成本和复杂性。最重要的是，这些方法只能针对单一器件的频率响应进行测量，无法实现多种器件的测试与分析，增加了测试复杂性和测试成本，同时测试准确性不高。

发明内容