一种光器件光谱响应测量装置及方法制造方法及图纸

技术编号:19125865 阅读:93 留言:0更新日期:2018-10-10 07:22
本发明专利技术实施例提供了一种光器件光谱响应测量装置及方法,其中,装置包括:电光相位调制器,用于接收电信号产生模块产生的原始电信号,将原始电信号相位调制至光信号产生模块产生的原始光信号上,得到原始双边带相位调制信号并输出,原始电信号为微波恒定频率信号与微波扫频信号的合路信号;光电探测器,用于接收待测光器件根据接收的原始双边带相位调制信号,输出的变换后双边带相位调制信号,对变换后双边带相位调制信号进行光电变换,得到转换后电信号并输出;数据处理模块,用于接收检测模块根据接收转换后电信号,利用从微波扫频信号中解析出的倍频信号,提取转换后电信号的幅频信号和相频信号,并分别转换为光谱响应的幅度响应及相位响应。

【技术实现步骤摘要】
一种光器件光谱响应测量装置及方法
本专利技术涉及光电检测
,特别是涉及一种光器件光谱响应测量装置及方法。
技术介绍
目前,在高品质因数Q值的光学环腔器件(以下简称高Q值光器件)的研发、生产及应用过程中,需对光谱响应进行测量,使用光谱响应表征高Q值光器件的性能。其中,高Q值光器件包括:光学微谐振器,这里的光学微谐振器比如法布里-珀罗干涉仪、微环等。光谱响应包括幅度响应和相位响应。上述的光谱响应可以基于单边带调制的光矢量分析技术,对待测光器件的光谱响应进行测量,以测量到待测光器件的光谱响应,这里的待测光器件为上述高Q值光器件。具体的如下。参见图1所示,图1为现有技术的基于单边带调制的光矢量分析技术的原理框图。图1中激光器10、光单边带调制器11、待测光器件12、光耦合器13、光延长线14、光滤波器15、平衡光电探测器16、微波扫频源17、幅值相位接收模块18及主控单元19。激光器10产生光频;将光频作为光载波,经光单边带调制器11以及利用光单边带调制器11外接的光滤波器,产生光单边带信号,光单边带调制器11的调制频率由微波扫频源17提供。经过理想的光单边带调制器11后的光单边带信号只包含光载波和一阶调制光边带信号。理想的光单边带调制器11后的光单边带信号用于探测待测光器件12的幅度和相位响应的变化情况。一阶调制光边带信号经过待测光器件12后,一阶调制光边带信号的幅度和相位,将根据待测光器件12的幅度和相位响应发生变化,输出携带有待测光器件12的幅度和相位的光信号。该携带有待测光器件12的幅度和相位的光信号,经光耦合器13、光延长线14、光滤波器15及平衡光电探测器16,由平衡光电探测器16平方率检测以后,光信号被转换为光电流。将微波扫频源17的微波信号作为参考微波信号,通过调节幅值相位接收模块18,从光电流中,仅接收与上述参考微波信号具有相同频率的信号,然后提取该信号中的幅度响应和相位响应,从而得到待测光器件12的光谱响应,其中,所述光谱响应包括:光器件光谱响应中的幅度响应及光器件光谱响应中的相位响应,针对光器件光谱响应中的幅度响应显示幅度响应的曲线,针对光器件光谱响应中的相位响应显示相位响应的曲线。然而,专利技术人在实现本专利技术的过程中,发现现有技术中上述使用单边带调制的光矢量分析技术,测量待测光器件的光谱响应的过程中,至少存在如下问题:上述使用单边带调制的光矢量分析技术,测量待测光器件12的光谱响应的过程中,获取单边带调制设备的光单边带信号的过程复杂,需要单边带调制设备利用外接的光滤波器,才能得到光单边带信号。外接的光滤波器对不同频率的信号存在不平衡响应,不仅带来测量光谱响应的误差,而且增加了成本。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种光器件光谱响应测量装置及方法,以解决现有技术测量光谱响应所带来的误差及成本较大的问题。具体技术方案如下:第一方面,本专利技术实施例提供了一种光器件光谱响应测量装置,包括:光信号产生模块,用于产生原始光信号;电信号产生模块,用于产生原始电信号,所述原始电信号为微波恒定频率信号与微波扫频信号的合路信号;电光相位调制器,用于接收所述原始电信号,将所述原始光信号作为光载波,将所述原始电信号相位调制至所述光载波上,得到原始双边带相位调制信号,并输出;待测光器件,用于接收所述原始双边带相位调制信号,对所述原始双边带相位调制信号进行变换处理,得到幅度和相位发生变化的变换后双边带相位调制信号,并输出;光电探测器,用于接收所述变换后双边带相位调制信号,对所述变换后双边带相位调制信号进行光电变换,得到转换后电信号,并输出;检测模块,用于接收所述转换后电信号,利用从所述微波扫频信号中解析出的倍频信号,提取所述转换后电信号的幅频信号和相频信号,输出所述幅频信号和所述相频信号;数据处理模块,用于接收所述幅频信号和所述相频信号,将所述幅频信号和所述相频信号,分别转换为光谱响应的幅度响应及相位响应。进一步的,所述电信号产生模块,包括:微波恒定源、微波扫频源及合路器,其中,所述微波恒定源,用于产生微波恒定频率信号;所述微波扫频源,用于产生微波扫频信号;所述合路器,用于接收所述微波扫频信号以及所述微波恒定频率信号,将所述微波扫频信号与所述微波恒定频率信号进行合路,得到合路后电信号,作为原始电信号;所述装置还包括:反馈电路,用于接收所述微波恒定频率信号,基于所述转换后信号及所述微波恒定频率信号进行混频,得到第一混频信号;对所述第一混频信号中的高频信号进行过滤,得到低频直流信号;获取所述待测光器件的谐振频率中心及原始光信号的频率,将所述原始光信号的频率与所述谐振频率中心进行比较;利用所述低频直流信号,预估所述原始光信号的频率偏离于所述谐振频率中心的失谐量;基于所述失谐量,得到与所述失谐量对应的偏差电压;若所述偏差电压大于零,则输出所述偏差电压至所述光信号产生模块;若所述偏差电压等于零,则取消向所述光信号产生模块输出所述偏差电压;所述电信号产生模块,还用于接收所述偏差电压,使用所述偏差电压,产生新的原始光信号。进一步的,所述检测模块,包括:电放大器,第一电耦合器以及幅值相位接收模块,其中,所述电放大器,用于接收所述转换后电信号,放大所述转换后电信号,得到放大后电信号,并输出;所述第一电耦合器,用于接收所述放大后电信号,将所述放大后电信号,按照第一比例分为两路耦合信号,将按照第一比例所分的两路耦合信号中的一路耦合信号作为第一耦合信号,并输出所述第一耦合信号;所述幅值相位接收模块,用于接收所述微波扫频信号及所述第一耦合信号,利用所述微波扫频信号解析出的倍频信号,从所述第一耦合信号,提取所述幅频信号和所述相频信号,并输出所述幅频信号和所述相频信号。进一步的,所述检测模块,包括:电放大器,第一电耦合器、第二电耦合器、第一混频器以及幅值相位接收模块,其中,所述电放大器,用于接收所述转换后电信号,放大所述转换后电信号,得到放大后电信号,并输出;所述第一电耦合器,用于接收所述放大后电信号,将所述放大后电信号,按照第一比例分为两路耦合信号,将按照第一比例所分的两路耦合信号中的一路耦合信号作为第一耦合信号,并输出所述第一耦合信号;所述第二电耦合器,用于接收所述微波扫频信号,将所述微波扫频信号,按照第二比例分为两路耦合信号,将按照第二比例所分的两路耦合信号中的一路耦合信号作为第三耦合信号,将所述按照第二比例所分的两路耦合信号中的另一路耦合信号作为第四耦合信号,并输出所述第三耦合信号及所述第四耦合信号;所述第一混频器,用于接收所述第一耦合信号和所述第三耦合信号,将所述第一耦合信号和所述第三耦合信号进行混频,得到第二混频信号;所述幅值相位接收模块,用于接收所述第二混频信号及所述第四耦合信号,利用所述第四耦合信号解析出的倍频信号,从所述第二混频信号中,提取所述转换后电信号的幅频信号和相频信号,输出所述幅频信号和所述相频信号。进一步的,所述第一电耦合器,还用于接收所述放大后电信号,将所述放大后电信号,按照第一比例分为两路耦合信号,将所述按照第一比例所分的两路耦合信号中的另一路耦合信号作为第二耦合信号,并输出所述第二耦合信号;所述反馈电路,包括:第二混频器,用于接收所述第二耦合信号以及所述微波恒定频率信号,将所述第二耦合信号以及本文档来自技高网
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一种光器件光谱响应测量装置及方法

【技术保护点】
1.一种光器件光谱响应测量装置,其特征在于,包括:光信号产生模块,用于产生原始光信号;电信号产生模块,用于产生原始电信号,所述原始电信号为微波恒定频率信号与微波扫频信号的合路信号;电光相位调制器,用于接收所述原始电信号,将所述原始光信号作为光载波,将所述原始电信号相位调制至所述光载波上,得到原始双边带相位调制信号,并输出;待测光器件,用于接收所述原始双边带相位调制信号,对所述原始双边带相位调制信号进行变换处理,得到幅度和相位发生变化的变换后双边带相位调制信号,并输出;光电探测器,用于接收所述变换后双边带相位调制信号,对所述变换后双边带相位调制信号进行光电变换,得到转换后电信号,并输出;检测模块,用于接收所述转换后电信号,利用从所述微波扫频信号中解析出的倍频信号,提取所述转换后电信号的幅频信号和相频信号,输出所述幅频信号和所述相频信号;数据处理模块,用于接收所述幅频信号和所述相频信号,将所述幅频信号和所述相频信号,分别转换为光谱响应的幅度响应及相位响应。

【技术特征摘要】
1.一种光器件光谱响应测量装置,其特征在于,包括:光信号产生模块,用于产生原始光信号;电信号产生模块,用于产生原始电信号,所述原始电信号为微波恒定频率信号与微波扫频信号的合路信号;电光相位调制器,用于接收所述原始电信号,将所述原始光信号作为光载波,将所述原始电信号相位调制至所述光载波上,得到原始双边带相位调制信号,并输出;待测光器件,用于接收所述原始双边带相位调制信号,对所述原始双边带相位调制信号进行变换处理,得到幅度和相位发生变化的变换后双边带相位调制信号,并输出;光电探测器,用于接收所述变换后双边带相位调制信号,对所述变换后双边带相位调制信号进行光电变换,得到转换后电信号,并输出;检测模块,用于接收所述转换后电信号,利用从所述微波扫频信号中解析出的倍频信号,提取所述转换后电信号的幅频信号和相频信号,输出所述幅频信号和所述相频信号;数据处理模块,用于接收所述幅频信号和所述相频信号,将所述幅频信号和所述相频信号,分别转换为光谱响应的幅度响应及相位响应。2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述电信号产生模块,包括:微波恒定源、微波扫频源及合路器,其中,所述微波恒定源,用于产生微波恒定频率信号;所述微波扫频源,用于产生微波扫频信号;所述合路器,用于接收所述微波扫频信号以及所述微波恒定频率信号,将所述微波扫频信号与所述微波恒定频率信号进行合路,得到合路后电信号,作为原始电信号;所述装置还包括:反馈电路,用于接收所述微波恒定频率信号,基于所述转换后信号及所述微波恒定频率信号进行混频,得到第一混频信号;对所述第一混频信号中的高频信号进行过滤,得到低频直流信号;获取所述待测光器件的谐振频率中心及原始光信号的频率,将所述原始光信号的频率与所述谐振频率中心进行比较;利用所述低频直流信号,预估所述原始光信号的频率偏离于所述谐振频率中心的失谐量;基于所述失谐量,得到与所述失谐量对应的偏差电压;若所述偏差电压大于零,则输出所述偏差电压至所述光信号产生模块;若所述偏差电压等于零,则取消向所述光信号产生模块输出所述偏差电压;所述电信号产生模块,还用于接收所述偏差电压,使用所述偏差电压,产生新的原始光信号。3.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述检测模块,包括:电放大器,第一电耦合器以及幅值相位接收模块,其中,所述电放大器,用于接收所述转换后电信号,放大所述转换后电信号,得到放大后电信号,并输出;所述第一电耦合器,用于接收所述放大后电信号,将所述放大后电信号,按照第一比例分为两路耦合信号,将按照第一比例所分的两路耦合信号中的一路耦合信号作为第一耦合信号,并输出所述第一耦合信号;所述幅值相位接收模块,用于接收所述微波扫频信号及所述第一耦合信号,利用所述微波扫频信号解析出的倍频信号,从所述第一耦合信号,提取所述幅频信号和所述相频信号,并输出所述幅频信号和所述相频信号。4.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述检测模块,包括:电放大器,第一电耦合器、第二电耦合器、第一混频器以及幅值相位接收模块,其中,所述电放大器,用于接收所述转换后电信号,放大所述转换后电信号,得到放大后电信号,并输出;所述第一电耦合器,用于接收所述放大后电信号,将所述放大后电信号,按照第一比例分为两路耦合信号,将按照第一比例所分的两路耦合信号中的一路耦合信号作为第一耦合信号,并输出所述第一耦合信号;所述第二电耦合器,用于接收所述微波扫频信号,将所述微波扫频信号,按照第二比例分为两路耦合信号,将按照第二比例所分的两路耦合信号中的一路耦合信号作为第三耦合信号,将所述按照第二比例所分的两路耦合信号中的另一路耦合信号作为第四耦合信号,并输出所述第三耦合信号及所述第四耦合信号;所述第一混频器,用于接收所述第一耦合信号和所述第三耦合信号,将所述第一耦合信号和所述第三耦合信号进行混频,得到第二混频信号;所述幅值相位接收模块,用于接收所述第二混频信号及所述第四耦合信号,利用所述第四耦合信号解析出的倍频信号,从所述第二混频信号中,提取所述转换后电信号的幅频信号和相频信号,输出所述幅频信号和所述相频信号。5.如权利要求3或...

【专利技术属性】
技术研发人员:戴键陈增辉叶珑张天尹飞飞徐坤
申请(专利权)人:北京邮电大学
类型:发明
国别省市:北京,11

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