[发明专利]一种宽带光电探测器响应度测试仪及其测试方法

说明书

本发明公开一种光电探测器响应度测试仪及其测试方法，涉及光电子技术领域；包括依次光连接的光频梳输出模块、双驱强度调制模块和待测光电探测器，还包括与待测光电探测器电连接的频谱分析与数据处理模块，还包括分别与双驱强度调制模块的两个射频输入端连接信号源一和信号源二；本发明解决了这四个问题：(1)扫频法无法摆脱对电光转换器件的额外校准；(2)光外差法测量精度和稳定性不高；(3)强度噪声法的信号比和动态范围小；(4)移频外差法受限于电光转换器件带宽，而造成的测量成本高、测量精度低和可靠性差，无法满足超带宽光电探测器响应度测量。

技术领域

本发明涉及光电子技术领域中的光电探测器响应度的测量技术，具体涉及一种光电探测器响应度测试仪及其测试方法。

背景技术

光电探测器是高速光纤通信和相干光通信系统必不可少的部分，能够用于微波的信号的产生、恢复、检测。随着通信速率和带宽的激增，光电探测器在实际应用中逐渐面临着带宽不足的挑战，开发高速率、宽带宽的光电探测器成为当前光电子器件研究领域的重要分支。其响应度特性由于反映了光电探测器速率、带宽性能的主要参数，得到广泛的关注与评价，同时响应度的评价对提高和优化整个通信系统的工作带宽与速率也有着重要意义。

目前测量光电探测器的方法主要是扫频法、光外差法、强度噪声法、移频外差法。扫频法主要借助于矢量网络分析仪，通过单次扫频获得电光转换器件和光电转换器件的扫响应度应度，测量方法简单、方便，但为了单独获得光电转换器件的响应度，则需要对电光转换器件的响应度进行额外的校准，同时扫频法的测量带宽依赖于电光转换器件和矢量网络分析仪的带宽，受限于超宽带的光电探测器响应度的测量。外差法利用两光束进行拍频，获得光电探测器的响应度，光频率的可调范围广，因此能实现对100GHz以上带宽的光电探测器响应度的测量，但是由于激光器输出光束频率不稳定，且两束光相干性不好，使得很难准确地测量。强度噪声法采用一个宽光谱的光源，输出宽谱光信号接入光电探测器进行探测，直接获得光电探测器的响应度，该测量方法简单，且能对超带宽的光电探测器进行测量，但仍受限于信噪比和动态范围的影响。移频外差法采用双音调制信号和移频信号进行拍频，通过测量所需边带幅值，得到光电探测器的响应度，实现了高的动态范围和稳定性的测量，同时摆脱了对电光转换器件的额外校准，但是其测量带宽仍受到电光转换器件带宽的限制，无法实现超带宽光电探测器的响应度的测量。

发明内容

本发明的目的在于：从背景技术中可以看出现有的技术存在着这些问题：(1)强度噪声法的信号比和动态范围小；(2)移频外差法受限于电光转换器件带宽，造成的测量成本高，无法满足超带宽光电探测器响应度测量的问题；(3)扫频法无法摆脱对电光转换器件的额外校准；(4)光外差法测量精度和稳定性不高；为了解决这四个问题，本发明提供一种宽带光电探测器响应度测试仪及其测试方法。

本发明的技术方案如下：

一种光电探测器响应度测试仪，包括依次光连接的光频梳输出模块、双驱强度调制模块和待测光电探测器，还包括与待测光电探测器电连接的频谱分析与数据处理模块，还包括分别与双驱强度调制模块的两个射频输入端连接信号源一和信号源二。

同时，本发明公开一种光电探测器响应度测试仪的测试方法，包括以下步骤：

S1：光频梳输出模块输出光频梳信号f_m进入双驱强度调制模块中，信号源一和信号源二正弦信号f₁和f₂分别加载到双驱强度调制模块两个射频输入端。

S2：双驱强度调制模块输出的光信号在待测光电探测器中经光电转换后形成电信号，然后通过频谱分析与数据处理模块进行频谱分析，获得光频梳信号和两个正弦信号的线性组合频率的幅度值。