一种并联MZI结构开关电压和消光比的测量方法技术

本发明专利技术公开了一种并联MZI结构开关电压和消光比的测量方法，用于两个子MZI并联而成的母MZI结构中，第一子MZI、第二子MZI、母MZI的光路上分别制作有相对应的第一调相电极(5)，第二调相电极(4)、第三调相电极(6)；给第三调相电极(6)加上动态相移电压Vθ后(0°≤θ≤90°)，先后改变第一调相电极(5)、第二调相电极(4)电压来改变第一子MZI(2)、第二子MZI(3)的输出光强度，分别监控母MZI的输出功率，获得第一子MZI的开关电压V1-on、V1-off以及第二子MZI的开关电压V2-on和V2-off；通过分别选通和关断第一子MZI、第二子MZI且保证第一子MZI和第二子MZI实时正交，得到的第一子MZI和第二子MZI的消光比。本发明专利技术测量方法可以提高效率，适用于生产中的大批量测试。

Method for measuring switching voltage and extinction ratio of parallel MZI structure

The invention discloses a method for measuring the parallel structure of MZI switch voltage and the extinction ratio of the parent, MZI for the two sub MZI structure formed by the parallel connection, the first sub MZI, second sub MZI, mother MZI light path are respectively made with the first phase electrode corresponding to (5), second (4), phase modulation electrode the third phase electrode (6); to the third phase electrode (6) with dynamic phase shift voltage V theta (0 DEG angle smaller than 90 DEG), has changed the first phase electrode (5), second (4) phase electrode voltage to change the first MZI (2), second MZI (3) the output light intensity, output power monitoring of the parent MZI, won the first MZI switch voltage of V1-on, V1-off and second MZI switch voltage V2-on and V2-off respectively; through the gate and turn off the first sub MZI, second MZI and MZI to ensure that the first and second sub MZI real-time orthogonal, get the first child MZI and second Extinction ratio of sub MZI. The measuring method of the invention can improve the efficiency, and is suitable for mass production test.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光通信器件的测试技术，具体涉及一种并联MZI结构的测量方法，特别是涉及一种并联MZI结构开关电压和消光比的测量方法，本专利技术属于通信领域。
技术介绍
马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构将输入光分成两路，两路光经一段距离的传输之后合波，发生干涉。通过外加电场来改变MZI两路传输光的相位差，可以改变输出光的强度，这一特性使得MZI结构在电光调制器件领域得到了广泛的应用。对于电光材料制作的单MZI结构，给其中一臂加偏压，由于电光效应，两臂传输光的相位差发生改变，在输出端产生干涉相长和干涉相消，形成光的强度调制。MZI两臂发生干涉相长时外加电压为Von，发生干涉相消电压为Voff，Von和Voff为单个MZI电光调制器的开关电压，开、关电压下对应的MZI输出光功率(单位：dBm)之差，被定义为为MZI的消光比(extinctionratio,简称ER)。从开关电压和消光比的定义来看，单个MZI电光调制器的开关电压和消光比很容易测量。在光通信领域的正交相位电光调制中，双MZI并联结构的应用比单MZI结构应用更为普遍。然而，在并联MZI结构中，由于两个子MZI之间的初始相位是随机的，二者之间光场的相互作用也会影响母MZI的输出功率，所以并联MZI结构的开关电压和消光比测量起来往往比较复杂。特别是由并联MZI结构来实现IQ电光调制器的光学结构时，子MZI由于镶嵌在母MZI内，导致组成母MZI的各个子MZI的消光比更加难以测量。
技术实现思路
本专利技术提供了一种并联MZI结构开关电压和消光比的测量方法，其方法简单易行，利于大批量的测试，可快速测试并联MZI结构开关电压和消光比。本专利技术的技术方案是：一种并联MZI结构开关电压和消光比的测量方法，应用于两个子MZI并联而成的母MZI结构中，第一子MZI、第二子MZI、母MZI的光路上分别制作有相对应的第一调相电极，第二调相电极、第三调相电极；给第三调相电极加上动态相移电压Vθ后(0°≤θ≤90°)，母MZI的总输出光功率随着单个子MZ的输出光功率增加而增加或者减小而减小；先后改变第一调相电极、第二调相电极电压来改变第一子MZI、第二子MZI的输出光强度，分别监控母MZI的输出功率，获得第一子MZI的开关电压V1-on、V1-off以及第二子MZI的开关电压V2-on和V2-off；通过分别选通和关断第一子MZI、第二子MZI且保证第一子MZI和第二子MZI实时正交，监控母MZI输出端的光功率，得到的第一子MZI和第二子MZI的消光比。获得第一子MZI的开关电压V1-on、V1-off以及第二子MZI的开关电压V2-on和V2-off后，通过将两个子MZI调到“开”态，调节母MZI的调相电极，获得母MZI的消光比。所述获得第一子MZI的开关电压V1-on、V1-off以及第二子MZI的开关电压V2-on和V2-off；包括如下步骤：步骤1、第一调相电极、第二调相电极初始电压均为0V，保持当前第一调相电极、第二调相电极电压不变，调节第三调相电极的电压V3进行相位移动，监控母MZI的输出光功率P直至功率P先后出现最大值、最小值，由P-V3曲线确定功率最大时对应的电压Vmax，功率最小时对应的电压Vmin；计算获得第三调相电极相移电压(0°≤θ≤90°)，并将该电压加载在第三调相电极上；步骤2、保持第二调相电极4电压为0V，第一调相电极加步进式电压V1，电压每增加一个步长，重复步骤1，在第三调相电极上加载按照步骤1获得的动态相移电压Vθ，然后记录对应的母MZI的输出功率P；直到第一调相电极电压增加到上限值，获得P-V1曲线，确定最大、最小功率值对应的V1值分别为V1-on和V1-off；步骤3、保持第一调相电极电压为0V，第二调相电极加步进式电压V2，电压每增加一个步长，重复步骤1，在第三调相电极上加载按照步骤1获得的动态相移电压Vθ，然后记录对应的母MZI的输出功率P；直到第二调相电极电压增加到上限值，获得P-V2曲线，确定最大、最小功率值对应的V2值分别为V2-on和V2-off；包括如下步骤：进一步包括步骤4、给第一子MZI加上电压V1-on、第二子MZI加上电压V2-off，第三调相电极上加载按照步骤1获得的相移电压V，获得母MZI输出光功率P1；给第一子MZI加上电压V1-off，第二子MZI加上电压V2-off，第三调相电极上加载按照步骤1获得的相移电压V，获得母MZI输出光功率P2，获得第一子MZI的消光比为进一步包括步骤5、给第二子MZI加上电压V2-on，第一子MZI加上电压V1-off，第三调相电极上加载按照步骤1获得的相移电压V，获得母MZI输出光功率P3；给第二子MZI加上电压V2-off，第一子MZI加上电压V1-off，第三调相电极上加载按照步骤1获得的相移电压V，获得母MZI输出光功率P4，获得第二子MZI的消光比为进一步包括步骤6、将第一子MZI、第二子MZI调相电极上分别加电压V1-on、V2-on，调节第三调相电极上电压使得母MZI输出功率达到最大点Pmax、最小点Pmin，获得母MZI的消光比为所述第三调相电极的相位移动范围为0～90°。所述第三调相电极的相位移动为90°。本专利技术方法具有如下优点：1)按照常规的测试方法，只能针对单个分立的MZI来测试其开关电压和消光比，本专利技术提供了一种在并联MZI结构中测量单个MZI开关电压和消光比的方法；同时也给出测量获得并联MZI结构最佳消光比的方法；2)本专利技术测量方法可以通过编程来提高效率，适用于生产中的大批量测试。附图说明图1是本专利技术并联MZI结构及组成部分示意图；图2是本专利技术由P-V3曲线得出90°相移电压Vπ/2的方法；图3是本专利技术由P-V1曲线得出开关电压的方法；图4是本专利技术扫描调相电压V3得出90°相移电压Vπ/2的测试框图示意图；图5是本专利技术测量子MZI的开关电压的测试框图示意图；其中：1：光输入端；2：第一子MZI；3：第二子MZI；4：第二调相电极，加载电压为V2；5：第一调相电极，加载电压为V1；6：第三调相电极，加载电压为V3；7：母MZI；8：光输出端；具体实施方式下面结合实施例和附图对专利技术中的并联MZI结构开关电压和消光比的测量方法做出详细说明。图1是并联MZI结构和组成部分示意图，本专利技术所提供的并联MZI由...

【技术保护点】
一种并联MZI结构开关电压和消光比的测量方法，应用于两个子MZI并联而成的母MZI结构中，第一子MZI、第二子MZI、母MZI的光路上分别制作有相对应的第一调相电极(5)，第二调相电极(4)、第三调相电极(6)；其特征在于：给第三调相电极(6)加上动态相移电压Vθ后(0°≤θ≤90°)，母MZI的总输出光功率随着单个子MZ的输出光功率增加而增加或者减小而减小；先后改变第一调相电极(5)、第二调相电极(4)电压来改变第一子MZI(2)、第二子MZI(3)的输出光强度，分别监控母MZI的输出功率，获得第一子MZI的开关电压V1‑on、V1‑off以及第二子MZI的开关电压V2‑on和V2‑off；通过分别选通和关断第一子MZI、第二子MZI且保证第一子MZI和第二子MZI实时正交，监控母MZI输出端的光功率，得到的第一子MZI和第二子MZI的消光比。

【技术特征摘要】
1.一种并联MZI结构开关电压和消光比的测量方法，应用于两个子MZI并联而成的母MZI结构中，第一子MZI、第二子MZI、母MZI的光路上分别制作有相对应的第一调相电极(5)，第二调相电极(4)、第三调相电极(6)；其特征在于：给第三调相电极(6)加上动态相移电压Vθ后(0°≤θ≤90°)，母MZI的总输出光功率随着单个子MZ的输出光功率增加而增加或者减小而减小；先后改变第一调相电极(5)、第二调相电极(4)电压来改变第一子MZI(2)、第二子MZI(3)的输出光强度，分别监控母MZI的输出功率，获得第一子MZI的开关电压V1-on、V1-off以及第二子MZI的开关电压V2-on和V2-off；通过分别选通和关断第一子MZI、第二子MZI且保证第一子MZI和第二子MZI实时正交，监控母MZI输出端的光功率，得到的第一子MZI和第二子MZI的消光比。
2.根据权利要求1所述的一种并联MZI结构开关电压和消光比的测量方法，其特征在于：获得第一子MZI的开关电压V1-on、V1-off以及第二子MZI的开关电压V2-on和V2-off后，通过将两个子MZI调到“开”态，调节母MZI的调相电极，获得母MZI的消光比。
3.根据权利要求1所述的一种并联MZI结构开关电压和消光比的测量方法，其特征在于：所述获得第一子MZI的开关电压V1-on、V1-off以及第二子MZI的开关电压V2-on和V2-off；包括如下步骤：
步骤1、第一调相电极(5)、第二调相电极(4)初始电压均为0V，保持当前第一调相电极(5)、第二调相电极(4)电压不变，调节第三调相电极(6)的电压V3进行相位移动，监控母MZI的输出光功率P直至功率P先后出现最大值、最小值，由P-V3曲线确定功率最大时对应的电压Vmax，功率最小时对应的电压Vmin；计算获得第三调相电极(6)相移电压(0°≤θ≤90°)，并将该电压加载在第三调相电极(6)上；
步骤2、保持第二调相电极4电压为0V，第一调相电极(5)加步进式电压V1，电压每增加一个步长，重复步骤1，在第三调相电极(6)上加载按照步骤1获得的动态相移电压Vθ，然后记录对应的母MZI的输出功率P；直到第一调相电极(...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄钊，张博，熊康，马卫东，
申请(专利权)人：武汉光迅科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42