一种相位调制器半波电压测试系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种相位调制器半波电压测试系统及方法，所述系统依次设有窄线宽激光器、相位调制器、FP干涉仪、光电探测器、示波器，所述相位调制器的输入端还连接有信号发生器，所述FP干涉仪的输入端还连接有干涉仪控制器；所述方法为信号发生器产生单音正弦信号，经过射频信号调制后，相位调制器PM输出光谱，干涉仪控制器生成锯齿波驱动电压，FP干涉仪出射光束，示波器显示激光器中心波长和边带光谱干涉信号；本发明专利技术的优点在于：通过调节信号发生器输出正弦信号幅值，可以使得相位调制器输出光谱中心波长或这某一阶边带幅值为0，避免了光源相位对测量结果的影响，实现半波电压的稳定测量。测量。测量。

【技术实现步骤摘要】
一种相位调制器半波电压测试系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种电压测试装置，具体地说是一种相位调制器半波电压测试系统及方法，属于电压测试领域。

技术介绍

[0002]当前相位调制器半波电压测量方法，多采用光纤干涉的方式，将相位调制器转换为强度调制。激光器通过光纤输出频率为ω0的激光光束，经过耦合器1后分为两束。一束光（光束1）进入相位调制器，相位调制器上加载微波源产生的频率为ωm的调制信号，光束经过调制后输出。相位调制器输出光信号为：.................(1)调制后光束贝塞尔展开得到：..............(2)另一束光束（光束2）经过移频器（例如声光移频器）后，光频率改变ω
’
。移频器移频后的光场表示为：.......................(3)之后两束光经过耦合器2进行耦合输出，输出光束进入探测器进行光电转换。光电探测器输出信号为：...............(4)转换后电信号接入频谱分析仪进行测量。
[0003]光电探测器输出交流拍频信号由边带组成。各频率之间相对强度只与系数k和第一类贝塞尔函数相关，系数k与传输路径损耗以及光电探测器频率响应、量子效率相关。
[0004]频谱仪测量得到对应频率功率，并且：....................(5)则一阶边带与中心光强比值为：........................(6)根据公式6求出调制深度m，此时微波源加载的信号幅值为V0,则：。
[0005]现有技术中，由于所有激光光源都存在相位噪声（激光光源存在相位噪声，相位噪
声会导致激光光谱存在一定线宽，当前市场上激光器线宽最小可以做到几百Hz量级，但是价格昂贵。普通窄线宽激光器线宽一般在MHz量级，但是较宽的线宽会引入较大的相位噪声），使得测量结果随时间抖动，从而引入较大的测量误差。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于，设计了一种相位调制器半波电压测试系统及方法，通过调节信号发生器输出正弦信号幅值，可以使得相位调制器输出光谱中心波长或这某一阶边带幅值为0，避免了光源相位对测量结果的影响，实现半波电压的稳定测量。
[0007]本专利技术的技术方案为：一种相位调制器半波电压测试系统，所述系统依次设有窄线宽激光器、相位调制器、FP干涉仪、光电探测器、示波器，所述相位调制器的输入端还连接有信号发生器，所述FP干涉仪的输入端还连接有控制器即干涉仪控制器。
[0008]一种相位调制器半波电压测试方法，包括以下步骤：（1）信号发生器产生单音正弦信号，设置单音正弦调制信号频率f
m
，经过射频功放后记录此时总功率P
m
，对应正弦信号幅值为V
p
；功放后信号作为射频信号加载到相位调制器PM射频输入端，窄线宽激光器发出单频激光光源作输入相位调制器PM光载波输入端；（2）经过射频信号调制后，相位调制器PM输出光谱包含一定边带，相邻光谱边带间隔为f
m
，调制后光束使用准直器准直，使得准直光束平行入射FP干涉仪光轴，此时示波器上干涉仪信号峰值达到最大，波形左右对称并且线宽最窄；（3）干涉仪控制器生成锯齿波驱动电压，驱动FP干涉仪内部压电陶瓷带动干涉镜线性运动，同时驱动电压信号经过一分二转接器接入示波器；（4）FP干涉仪出射光束，入射到光电探测器将干涉条纹经过转换为电流信号，经过负载电阻后转换为电压信号（负载电阻可以为外部负载电阻，也可以是光电探测器内部负载电阻），之后输出到示波器；（5）干涉仪控制器同时输出与锯齿波驱动信号同步的触发信号，接入示波器触发接口；（6）示波器显示激光器中心波长和边带光谱干涉信号；（7）通过调整射频功放，使得FP干涉仪中心波长对应的干涉信号幅值最小，记录此时的射频放大后功率，并转换为正弦信号V
p
，此时对应的调制深度为2.405rad（J0(2.405)=0），对应半波电压为V
p
/2.405*pi，也可以调整射频功放，使得一阶边带对应的干涉信号幅值最小（J1(3.832)=0），此时对应调制深度为3.832rad，对应半波电压为V
p
/3.832*pi，即对应调制频率为f
m
的半波电压；（8）改变调制频率f
m
，重复上述操作，完成不同调制频率下半波电压测量。
[0009]本专利技术的有益效果为：通过调节信号发生器输出正弦信号幅值，可以使得相位调制器输出光谱中心波长或这某一阶边带幅值为0，避免了光源相位对测量结果的影响，实现半波电压的稳定测量。
[0010]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
附图说明
[0011]图1为本专利技术实施例一种相位调制器半波电压测试系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例相位调制前后的光谱成分；图3为本专利技术实施例FP干涉仪结构；图4为本专利技术实施例示波器显示FP干涉仪测量结果。
实施方式
[0012]以下对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
实施例
[0013]如图1
‑
4所示，一种相位调制器半波电压测试系统，所述系统依次设有窄线宽激光器、相位调制器、FP干涉仪、光电探测器、示波器，所述相位调制器的输入端还连接有信号发生器，所述FP干涉仪的输入端还连接有控制器即干涉仪控制器。
[0014]其中，窄线宽激光器输出激光源，相位调制器是待测器件，FP干涉仪包括控制区和测量探头两部分。
[0015]一种相位调制器半波电压测试方法，包括以下步骤：（1）信号发生器产生单音正弦信号，设置单音正弦调制信号频率f
m
，经过射频功放后记录此时总功率P
m
，对应正弦信号幅值为V
p
；功放后信号作为射频信号加载到相位调制器PM射频输入端，窄线宽激光器发出单频激光光源作输入相位调制器PM光载波输入端；（2）经过射频信号调制后，相位调制器PM输出光谱包含一定边带，相邻光谱边带间隔为f
m
，调制后光束使用准直器准直，使得准直光束平行入射FP干涉仪光轴，此时示波器上干涉仪信号峰值达到最大，波形左右对称并且线宽最窄；（3）干涉仪控制器生成锯齿波驱动电压，驱动FP干涉仪内部压电陶瓷带动干涉镜线性运动，同时驱动电压信号经过一分二转接器接入示波器；（4）FP干涉仪出射光束，入射到光电探测器将干涉条纹经过转换为电流信号，经过负载电阻后转换为电压信号（负载电阻可以为外部负载电阻，也可以是光电探测器内部负载电阻），之后输出到示波器；（5）干涉仪控制器同时输出与锯齿波驱动信号同步的触发信号，接入示波器触发接口；（6）示波器显示激光器中心波长和边带光谱干涉信号；（7）通过调整射频功放，使得FP干涉仪中心波长对应的干涉信号幅值最小，记录此时的射频放大后功率，并转换为正弦信号V
p
，此时对应的调制深度为2.405rad（J0(2.405)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相位调制器半波电压测试系统，其特征在于：所述系统依次设有窄线宽激光器、相位调制器、FP干涉仪、光电探测器、示波器，所述相位调制器的输入端还连接有信号发生器，所述FP干涉仪的输入端还连接有干涉仪控制器。2.一种相位调制器半波电压测试方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）信号发生器产生单音正弦信号，设置单音正弦调制信号频率f
m
，经过射频功放后记录此时总功率P
m
，对应正弦信号幅值为V
p
；功放后信号作为射频信号加载到相位调制器PM射频输入端，窄线宽激光器发出单频激光光源作输入相位调制器PM光载波输入端；（2）经过射频信号调制后，相位调制器PM输出光谱包含一定边带，相邻光谱边带间隔为f
m
，调制后光束使用准直器准直，使得准直光束平行入射FP干涉仪光轴，此时示波器上干涉仪信号峰值达到最大，波形左右对称并且线宽最窄；（3）干涉仪控制器生成锯齿波驱动电压，驱动FP干涉仪内部压电陶瓷带动干涉镜线性运动，同时驱动电压信号经过一分二转接器接入...

【专利技术属性】
技术研发人员：代成伟，
申请(专利权)人：合利科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：