[发明专利]一种光电频响测试仪及测试方法

说明书

本发明涉及一种光电频响测试仪及测试方法。本发明由移频外差模块、微波夹具模块、射频模块、控制与数据处理模块构成，移频外差模块由待测直调激光器、可调谐激光器、光开关、待测电光调制器、光移频单元、光本振单元、参考源、待测光电探测器组成，微波夹具模块提供微波开关和不同射频端口使用场景，射频模块由主微波源和幅相接收单元组成。通过控制光开关和微波开关，同时设置主微波源和参考源输出正弦微波信号的频率关系，结合幅相接收单元对所需频谱边带进行分析，从而获得待测直调激光器、待测电光调制器和待测光电探测器的频响特性参数，摆脱了传统方法的额外校准测试，降低了光电子器件的测试成本，提高了器件测试精度和灵活性及可靠性。

技术领域

本发明属于光电子技术领域中的光电子器件频响特性参数的测量技术，具体涉及一种光电频响测试仪及测试方法。

背景技术

随着通信速率和带宽的激增，传统的电子器件已无法满足现代光通信网络传输的需求，而具有高速率、宽带宽的光电子器件成为光纤通信系统中主要组成部分，而直调激光器、电光调制器、光电探测器在光纤通信系统中电-光或光-电相互转换时，其调制系数、半波电压、幅/相频响应、啁啾参数随着频率上升而逐步劣化，进而影响着整个光纤通信系统的信噪比、误码率等性能参数。因此，光电子器件频响参数的测量与评价对于提高和优化光纤通信系统的性能有着重要的意义。

目前测量与分析光电子器件频响参数的方法主要有光谱法和扫频法。其中，光谱法由于测试系统简单成为分析电-光转换器件的主要方法(Y.Q.Shi,L.S.Yan,A.E.Willner,“High-speed electrooptic modulator characterization using opticalspectrum analysis,”Journal of Lightwave Technology,2003,21(10):2358-2367.)，但是由于当前商用光栅光谱仪测试分辨率为1GHz，无法实现对低频的测量，而目前开发的具有高分辨率的布里渊和拉曼光谱仪无法实现C+L波段的全覆盖，同时光谱法只能针对单个电-光转换器件，单个频响参数的测量，且无法对光-电转换器件进行测量。扫频法由于能测量电-光转换器件和光-电转换器件，且测量简单、快速，成为当前各个研究单位和仪器公司分析与测试光电子器件的主要方法,如：电光调制器(Q.Y.Ye,C.Yang,Y.H.Chong,“Measuring the Frequency Response of photodiode using phase-modulatedinterferometric detection,”Photonics Technology Letters IEEE,2014,26(1):29-32.)，直调激光器(F.Devaux,Y.Sorel,J.F.Kerdiles,“Simple measurement of fiberdispersion and of chirp parameter of intensity modulated light emitter,”Journal of Lightwave Technology,1993,11(12):1937-1940.),光电探测器(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.)，但是当前的扫频法只能针对单个器件、单种频响参数的测量和评价，同时无法摆脱其他辅助器件对待测器件测量的影响，需要进行额外的校准，增加了测试成本和复杂性。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述电-光和光-电转换器件测试中，现有方法只针对单个器件、单种频响参数的测试，光谱法的测试分辨率不足和光-电转换器件无法测试，扫频法无法摆脱其他辅助器件对待测器件测量的影响，需要额外校准，而造成的测量成本高、测量精度低和灵活性可靠性差的问题，本发明提供一种高精度，宽带宽的光电频响测试仪，实现多个器件，多种频响参数的自校准测试。