כדי לענות על הדרישה ההולכת וגוברת של אנשים למידע, קצב השידור של מערכות תקשורת סיבים אופטיים עולה מיום ליום. רשת התקשורת האופטית העתידית תתפתח לקראת רשת תקשורת סיבים אופטיים עם מהירות גבוהה במיוחד, קיבולת גדולה במיוחד, מרחק רב במיוחד ויעילות ספקטרום גבוהה במיוחד. משדר הוא קריטי. משדר האותות האופטי המהיר מורכב בעיקר מלייזר המייצר נשא אופטי, מכשיר להפקת אותות חשמליים מאפנן ומאפנן אלקטרו-אופטי במהירות גבוהה המווסת את הנשא האופטי. בהשוואה לסוגים אחרים של מאפננים חיצוניים, למופננים אלקטרו-אופטיים של ליתיום ניובט יש את היתרונות של תדר פעולה רחב, יציבות טובה, יחס הכחדה גבוה, ביצועי עבודה יציבים, קצב אפנון גבוה, ציוץ קטן, צימוד קל, טכנולוגיית ייצור בוגרת וכו'. נמצא בשימוש נרחב במערכות שידור אופטיות במהירות גבוהה, בעלות קיבולת גדולה ולמרחקים ארוכים.
מתח חצי הגל הוא פרמטר פיזי קריטי ביותר של המאפנן האלקטרו-אופטי. הוא מייצג את השינוי במתח ההטיה התואם לעוצמת האור הפלט של המאפנן האלקטרו-אופטי מהמינימום למקסימום. זה קובע את המאפנן האלקטרו-אופטי במידה רבה. כיצד למדוד בצורה מדויקת ומהירה את מתח חצי הגל של המאפנן האלקטרו-אופטי ישנה משמעות רבה לאופטימיזציה של ביצועי המכשיר ולשיפור היעילות של המכשיר. מתח חצי הגל של המאפנן האלקטרו-אופטי כולל DC (חצי גל
מתח ותדר רדיו) מתח חצי גל. פונקציית ההעברה של המאפנן האלקטרו-אופטי היא כדלקמן:
ביניהם הספק האופטי הפלט של המאפנן האלקטרו-אופטי;
האם הספק האופטי הקלט של המאפנן;
האם אובדן ההחדרה של המאפנן האלקטרו-אופטי;
השיטות הקיימות למדידת מתח חצי גל כוללות שיטות יצירת ערכים קיצוניים והכפלת תדרים, שיכולות למדוד את מתח חצי הגל זרם ישר (DC) ומתח חצי גל בתדר רדיו (RF) של המאפנן, בהתאמה.
טבלה 1 השוואה בין שתי שיטות בדיקת מתח חצי גל
| שיטת ערך קיצוני | שיטת הכפלת תדר | |
| ציוד מעבדה | ספק כוח לייזר מאפנן אינטנסיביות בבדיקה ספק כוח DC מתכוונן ±15V מד כוח אופטי | מקור אור לייזר מאפנן אינטנסיביות בבדיקה ספק כוח DC מתכוונן אוֹסְצִילוֹסקוּפּ מקור אות (DC Bias) |
| זמן בדיקה | 20 דקות() | 5 דקות |
| יתרונות ניסויים | קל לביצוע | בדיקה מדויקת יחסית יכול להשיג מתח חצי גל DC ומתח חצי גל RF בו זמנית |
| חסרונות ניסויים | זמן רב וגורמים אחרים, הבדיקה אינה מדויקת בדיקת נוסעים ישירה מתח חצי גל DC | זמן ארוך יחסית גורמים כגון שגיאת שיפוט של עיוות צורות גל גדול וכו', הבדיקה אינה מדויקת |
זה עובד באופן הבא:
(1) שיטת ערך קיצוני
שיטת הערך הקיצוני משמשת למדידת מתח חצי הגל DC של המאפנן האלקטרו-אופטי. ראשית, ללא אות האפונון, עקומת פונקציית ההעברה של המאפנן האלקטרו-אופטי מתקבלת על ידי מדידת מתח הטיית DC ושינוי עוצמת האור במוצא, ומתוך עקומת פונקציית ההעברה קבעו את נקודת הערך המקסימלית ואת נקודת הערך המינימלית, ו השג את ערכי מתח DC המתאימים Vmax ו-Vmin בהתאמה. לבסוף, ההבדל בין שני ערכי המתח הללו הוא מתח חצי הגל Vπ=Vmax-Vmin של המאפנן האלקטרו-אופטי.
(2) שיטת הכפלת התדר
הוא השתמש בשיטת הכפלת התדר כדי למדוד את מתח חצי-גל ה-RF של המאפנן האלקטרו-אופטי. הוסף את מחשב הטיית DC ואות אפנון AC למאפנן האלקטרו-אופטי בו-זמנית כדי להתאים את מתח DC כאשר עוצמת האור הפלט משתנה לערך מקסימלי או מינימלי. יחד עם זאת, וניתן לראות על אוסילוסקופ כפול עקבות כי האות המאופנן במוצא יופיע עיוות הכפלת תדר. ההבדל היחיד של מתח ה-DC המתאים לשני עיוותים של הכפלת תדר סמוכים הוא מתח חצי-גל ה-RF של המאפנן האלקטרו-אופטי.
סיכום: גם שיטת הערך הקיצוני וגם שיטת הכפלת התדר יכולות תיאורטית למדוד את מתח חצי הגל של המאפנן האלקטרו-אופטי, אך לשם השוואה, שיטת הערך העוצמתית דורשת זמן מדידה ארוך יותר, וזמן המדידה הארוך יותר יהיה בשל הספק האופטי הפלט של הלייזר משתנה וגורם לשגיאות מדידה. שיטת הערך הקיצוני צריכה לסרוק את הטיית DC עם ערך צעד קטן ולתעד את ההספק האופטי הפלט של המאפנן בו זמנית כדי לקבל ערך מתח חצי גל DC מדויק יותר.
שיטת הכפלת התדר היא שיטה לקביעת מתח חצי הגל על ידי התבוננות בצורת גל הכפלת התדר. כאשר מתח ההטיה המופעל מגיע לערך מסוים, מתרחש עיוות של כפל תדר, ועיוות צורת הגל אינו מורגש מדי. לא קל להתבונן בעין בלתי מזוינת. בדרך זו, הוא יגרום בהכרח לשגיאות משמעותיות יותר, ומה שהוא מודד הוא מתח חצי-גל ה-RF של המאפנן האלקטרו-אופטי.