CN110058099A - 一种电光调制器频率响应自动快速测量装置及方法 - Google Patents

一种电光调制器频率响应自动快速测量装置及方法 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种电光调制器频率响应自动快速测量装置及方法。其中，一种电光调制器频率响应自动快速测量装置，包括光波元件分析仪，其用于从射频口输出射频调制信号并经1*n射频开关逐次传送至各个待测电光调制器中；保偏直流光信号源，其用于输出保偏直流光信号并经各个待测电光调制器中的射频调制信号调制成相应调制光信号，各个调制光信号分别经n*1耦合器的相应通道输出至光波元件分析仪的光端口；所述光波元件分析仪，还用于：测量被测链路的频率响应参数，再利用测量被测链路的频率响应参数除以1*n射频开关和n*1耦合器的已知频率响应参数的乘积，即可得到电光调制器的频率响应；其中，n为大于或等于2的正整数。

Description

一种电光调制器频率响应自动快速测量装置及方法
技术领域
本公开属于电光测试领域，尤其涉及一种电光调制器频率响应自动快速测量装置及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
电光调制器可将射频信号调制到直流光上，实现信号由电到光的转换，是高速光传输***中的核心器件。频率响应作为电光调制器的核心技术指标，在产品研制、生产中需要进行严格的测试。
发明人发现，工程中常采用分离仪器搭建测试***或采用一体化光波元件分析仪对电光调制器进行测试，采用分离仪器搭建测试***存在方法复杂、校准困难的缺点，且两种方法每次测量均仅能测试一个电光调制器，存在测试效率低、测量重复性差的缺点，无法满足产线批量电光调制器频率响应的高精度快速测试需求。
发明内容
为了解决上述问题，本公开的第一个方面提供一种电光调制器频率响应自动快速测量装置，其可一次性对多路电光调制器的频率响应进行测试，大大提高了测量效率；同时针对测试链路中引入的器件采用双端口网络误差校准，提升了测量精度。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
一种电光调制器频率响应自动快速测量装置，包括：
光波元件分析仪，其用于从射频口输出射频调制信号并经1*n射频开关逐次传送至各个待测电光调制器中；
保偏直流光信号源，其用于输出保偏直流光信号并经各个待测电光调制器中的射频调制信号调制成相应调制光信号，各个调制光信号分别经n*1耦合器的相应通道输出至光波元件分析仪的光端口；
所述光波元件分析仪，还用于：测量被测链路的频率响应参数，再利用测量被测链路的频率响应参数除以1*n射频开关和n*1耦合器的已知频率响应参数的乘积，即可得到电光调制器的频率响应；其中，n为大于或等于2的正整数。
为了解决上述问题，本公开的第二个方面提供一种电光调制器频率响应自动快速测量装置的测量方法，其可一次性对多路电光调制器的频率响应进行测试，大大提高了测量效率；同时针对测试链路中引入的器件采用双端口网络误差校准，提升了测量精度。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
一种电光调制器频率响应自动快速测量装置的测量方法，包括：
射频调制信号并经1*n射频开关逐次传送至各个待测电光调制器中；
保偏直流光信号经各个待测电光调制器中的射频调制信号调制成相应调制光信号，各个调制光信号分别经n*1耦合器的相应通道输出至光波元件分析仪的光端口；
测量被测链路的频率响应参数，再利用测量被测链路的频率响应参数除以1*n射频开关和n*1耦合器的已知频率响应参数的乘积，即可得到电光调制器的频率响应；其中，n为大于或等于1的正整数。
本公开的有益效果是：
本公开的电光调制器频率响应自动快速测量装置，在光波元件分析仪的基础上增加了控制端、1*n射频开关、n*1耦合器，可一次性对多路电光调制器的频率响应进行测试，大大提高了测量效率；
同时针对测试链路中引入的器件采用双端口网络误差校准，提升了测量精度，与现有技术相比，提高了电光调制器测试效率，提升了测量精度。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1是本公开实施例提供的分离仪器搭建测试***方法原理图。
图2是本公开实施例提供的电光调制器频率响应自动快速测量装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在电光调制器频率响应测试中，现有的方法常采用分离仪器搭建测试***或采用一体化光波元件分析仪的方法进行单个电光调制器的测试。
分离仪器搭建测试***方法，***如图1所示，利用微波扫描信号发生器、保偏激光源、光衰减器、高速光电探测器、微波功率计、频谱分析仪及集成计算单元等分立仪器搭建的电光调制器测试***，该***虽能够实现对电光调制器的频率响应测试，但存在***搭建复杂，校准困难的问题，且存在测试操作复杂，测试效率低等不足。
采用一体化光波元件分析仪进行测量的方法，每次仅能对一个电光调制器进行测试，测试效率低，多个器件测试时需要重复插拔连接，测量重复性差。这些方法存在测试方法复杂、校准困难、测量精度差、测试效率低、测量重复性差的缺点，无法满足产线批量电光调制器频率响应的高精度快速测量需求。
其中，光波元件分析仪是采用集成化台式测量设备，其主要包括矢量网络分析仪和光测试模块，矢量网络分析仪作为测量的中控台，实现微波调制信号发射和接收，并进行最终的S参数分析，光测试模块主要包括光发射机和光接收机，针对测试对象不同，可实现光电器件、电光器件、光光器件等多种类型的高速光电器件频率响应测试。
为了解决现有技术存在电光调制器测量方法复杂、校准困难、测量精度差、测试效率低、测量重复性差的缺点，本公开提供了一种宽带电光调制器频率响应自动快速测量装置及方法，提高了电光调制器测试效率，其基于光波元件分析仪来实现，提升了测量精度。
如图2所示，本实施例的电光调制器频率响应自动快速测量装置，包括控制端、光波元件分析仪、1*n射频开关、保偏激光源、1*n保偏分束器、n*1耦合器；其中，n为大于或等于2的正整数。
控制端通过程控或其他通信方法控制光波元件分析仪从射频口R1输出射频调制信号、控制射频开关进行控制射频信号依次输出到待测试的电光调制器1～电光调制器n上，保偏激光源通过1*n保偏分束器将保偏直流光信号输出到待测电光调制器上，保偏直流光信号经电光调制器调制成调制光信号，调制光信号经n*1耦合器输出至光波元件分析仪的光端口O2，光波元件分析仪即可测量被侧链路的频率响应参数，光波元件分析仪将1*n射频开关、n*1耦合器的影响数据进行去除，即可得到电光调制器的频率响应。
在本实施例中，1*n射频开关、n*1耦合器的影响数据指的是1*n射频开关和n*1耦合器的频率响应参数。
其中，1*n射频开关和n*1耦合器的频率响应参数是经过计量得到，例如：
1*n射频开关的频率响应参数通过光波元件分析仪测量得到。
n*1耦合器的频率响应参数通过光波元件分析仪测量得到。
需要说明的是，1*n射频开关和n*1耦合器的频率响应参数也可通过其他仪器测量得到，比如矢量网络分析仪。
在具体实施中，利用测量被测链路的频率响应参数除以1*n射频开关和n*1耦合器的已知频率响应参数的乘积，即可得到电光调制器的频率响应。
本实施例的电光调制器频率响应自动快速测量装置，在光波元件分析仪的基础上增加了控制端、1*n射频开关、n*1耦合器，可一次性对多路电光调制器的频率响应进行测试，大大提高了测量效率；
同时针对测试链路中引入的器件采用双端口网络误差校准，提升了测量精度，与现有技术相比，提高了电光调制器测试效率，提升了测量精度。
本实施例的电光调制器频率响应自动快速测量装置的测量步骤如下：
步骤1.控制端控制光波元件分析仪从射频口R1输出射频调制信号，集成控制端控制1*n射频开关将射频信号加载到电光调制器1上，保偏激光源通过1*n保偏分束器将保偏直流光输出到所有待测电光调制器上，最多n路。其中，n为大于或等于2的正整数。
步骤2.直流光信号经过电光调制器调制成调制光信号，调制光信号经n*1耦合器输出至光波元件分析仪的光端口O2，光波元件分析仪即可测量被侧链路的频率响应参数。
步骤3.采用双端口校准方法对1*n射频开关、n*1耦合器的影响进行去除。
1*n射频开关、n*1耦合器的影响数据分别为SR、SO,步骤2中光波元件分析仪测量出的被测链路的频响参数为S总，根据双端口网络参数模型，待测电光调制器频率响应参数S为：
其中，1*n射频开关和n*1耦合器的频率响应参数是经过计量得到，例如：
1*n射频开关的频率响应参数通过光波元件分析仪测量得到。
n*1耦合器的频率响应参数通过光波元件分析仪测量得到。
需要说明的是，1*n射频开关和n*1耦合器的频率响应参数也可通过其他仪器测量得到，比如矢量网络仪。
在具体实施中，利用测量被测链路的频率响应参数除以1*n射频开关和n*1耦合器的已知频率响应参数的乘积，即可得到电光调制器的频率响应。
步骤4.通过集成控制端依次控制1*n射频开关将射频信号加载到电光调制器2～n上，重复步骤2～3，即可自动测量所有电光调制器的频率响应。
本实施例可一次性对多路电光调制器的频率响应进行测试，大大提高了测量效率；同时针对测试链路中引入的器件采用双端口网络误差校准，提升了测量精度，与现有技术相比，提高了电光调制器测试效率，提升了测量精度。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电光调制器频率响应自动快速测量装置，其特征在于，包括：
光波元件分析仪，其用于从射频口输出射频调制信号并经1*n射频开关逐次传送至各个待测电光调制器中；
保偏直流光信号源，其用于输出保偏直流光信号并经各个待测电光调制器中的射频调制信号调制成相应调制光信号，各个调制光信号分别经n*1耦合器的相应通道输出至光波元件分析仪的光端口；
所述光波元件分析仪，还用于：测量被测链路的频率响应参数，再利用测量被测链路的频率响应参数除以1*n射频开关和n*1耦合器的已知频率响应参数的乘积，即可得到电光调制器的频率响应；其中，n为大于或等于2的正整数。
2.如权利要求1所述的一种电光调制器频率响应自动快速测量装置，其特征在于，所述电光调制器频率响应自动快速测量装置，还包括：
控制端，其用于控制光波元件分析仪从射频口输出射频调制信号，并控制1*n射频开关的开断使得射频调制信号依次传送至各个待测电光调制器中。
3.如权利要求1所述的一种电光调制器频率响应自动快速测量装置，其特征在于，所述保偏直流光信号源，包括保偏激光源和1*n保偏分束器；所述保偏激光源用于输出保偏直流光信号并经1*n保偏分束器输出到各个待测电光调制器中。
4.如权利要求1所述的一种电光调制器频率响应自动快速测量装置，其特征在于，1*n射频开关的频率响应参数通过光波元件分析仪测量得到。
5.如权利要求1所述的一种电光调制器频率响应自动快速测量装置，其特征在于，n*1耦合器的频率响应参数通过光波元件分析仪测量得到。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述的电光调制器频率响应自动快速测量装置的测量方法，其特征在于，包括：
射频调制信号并经1*n射频开关逐次传送至各个待测电光调制器中；
保偏直流光信号经各个待测电光调制器中的射频调制信号调制成相应调制光信号，各个调制光信号分别经n*1耦合器的相应通道输出至光波元件分析仪的光端口；
测量被测链路的频率响应参数，再利用测量被测链路的频率响应参数除以1*n射频开关和n*1耦合器的已知频率响应参数的乘积，即可得到电光调制器的频率响应；其中，n为大于或等于1的正整数。
7.如权利要求6所述的电光调制器频率响应自动快速测量装置的测量方法，其特征在于，所述电光调制器频率响应自动快速测量装置的测量方法，还包括：
利用控制端控制光波元件分析仪从射频口输出射频调制信号，并控制1*n射频开关的开断使得射频调制信号依次传送至各个待测电光调制器中。
8.如权利要求6所述的电光调制器频率响应自动快速测量装置的测量方法，其特征在于，保偏直流光信号由保偏激光源输出，并经1*n保偏分束器输出到各个待测电光调制器中。
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