[发明专利]一种电光相位调制器残余幅度调制系数的测试装置及方法

权利要求书

1.一种电光相位调制器残余幅度调制系数的测试装置，其特征在于，包括：激光器、微波信号源、辅助微波信号源、级联电光调制模块、光电探测器和频谱分析模块，其中，级联电光调制模块由待测电光相位调制器和辅助电光强度调制器组成；所述激光器、待测电光相位调制器、辅助电光强度调制器、光电探测器依次光连接；所述微波信号源与待测电光相位调制器的输入电极端为电连接；所述辅助微波信号源与辅助电光强度调制器的输入电极端为电连接；所述光电探测器输出端与频谱分析模块为电连接；其中，所述激光器用于激光器发出频率为f₀的光载波，待测电光相位调制器用于加载f₁的微波信号，辅助电光强度调制器用于加载f₂的微波信号，光电探测器用于实现光电转换，微波信号源用于产生频率为f₁的微波信号，辅助微波信号源用于产生频率为f₂的辅助微波信号，设置微波信号源和辅助微波信号源输出信号频率的关系固定为f₁≈2f₂，则由光电探测器频率响应造成的功率不平坦就可以忽略不计，利用频谱分析模块记录混频信号中频率成份f₁-f₂和f₂的幅值比，为:

式中，m_I为待测电光相位调制器的残余幅度调制系数，F为关于m_I的函数。

2.根据权利要求1所述的一种电光相位调制器残余幅度调制系数的测试装置，其特征在于，所述辅助电光强度调制器为马赫-曾德尔调制器或电吸收调制器。

3.根据权利要求1所述的一种电光相位调制器残余幅度调制系数的测试装置，其特征在于，待测电光相位调制器通过电光相位调制效应将被微波信号源产生的正弦信号加载到光波上，考虑到残余幅度调制效应，调制光信号电场E_PM表示为：

其中，A₁为上臂中光载波的幅值，m_PM和m_I1分别为待测电光相位调制器的相位调制系数和残余幅度调制系数。

4.根据权利要求3所述的一种电光相位调制器残余幅度调制系数的测试装置，其特征在于，经过待测电光相位调制器调制后的光信号进入到辅助电光强度调制器中，为了方便描述，级联调制后的信号可表示为：

E_out(t)＝(1+m_I2sin2πf₂t)E_PM(t) (2)

其中，f₂表示为辅助微波信号源输出的辅助微波信号频率，级联电光调制模块输出的合路光信号通过光电探测器检测，输出的光电流为：

其中，为E_out(t)的共轭形式，m_I2为辅助电光强度调制器的残余幅度调制系数。

5.根据权利要求4所述的一种电光相位调制器残余幅度调制系数的测试装置，其特征在于，通过频谱分析模块，混频电信号中f₁-f₂和f₂所对应幅度分别为：

其中，R(f₁-f₂)和R(f₂)分别为光电探测器在频率f₁-f₂和f₂处的响应度；

两个混频成分的幅值比为：

设置微波信号源和辅助微波信号源输出信号频率的关系固定为f₁≈2f₂，则由光电探测器频率响应造成的功率不平坦就可以忽略不计，即R(f₁-f₂)≈R(f₂)，此时，待测相位调制器的残余幅度调制系数可以为：

改变微波信号源的频率f₁和辅助微波信号源的频率f₂，重复上述过程，得到待测电光相位调制器残余幅度调制系数在不同频率处的大小，实现电光相位调制器残余幅度调制系数的自校准测试。

6.一种基于权利要求1-5之一所述装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)微波信号源产生频率为f₁微波信号，通过电光相位调制器加载在由激光器输出的频率为f₀的光波上，电光相位调制信号通过辅助电光强度调制器将辅助微波信号源产生频率为f₂微波信号级联电光调制在光波上；

(2)设置微波信号源输出信号频率f₁与辅助微波信号源输出信号频率f₂的关系为f₁≈2f₂的情况下，级联调制信号送入光电探测器进行光电转换，获得拍频信号，利用频谱分析模块记录混频信号中频率成份f₁-f₂和f₂的幅值比，为:

式中，m_I为待测电光相位调制器的残余幅度调制系数，F为关于m_I的函数；

(3)在固定信号频率关系为f₁≈2f₂的情况下，改变微波信号源的频率f₁和辅助微波信号源的频率f₂，重复上述过程，得到待测电光相位调制器残余幅度调制系数在不同频率处的大小，实现电光相位调制器残余幅度调制系数的自校准测试。