لتلبية الطلب المتزايد على المعلومات، يتزايد معدل نقل أنظمة اتصالات الألياف الضوئية يومًا بعد يوم. ستتطور شبكة الاتصالات الضوئية المستقبلية نحو شبكة اتصالات ألياف ضوئية ذات سرعة فائقة، وسعة فائقة، ومسافة فائقة، وكفاءة طيفية فائقة. يُعد جهاز الإرسال بالغ الأهمية. يتكون جهاز إرسال الإشارة الضوئية عالي السرعة بشكل أساسي من ليزر يُولّد ناقلًا ضوئيًا، وجهاز توليد إشارة كهربائية مُعدّل، ومُعدِّل كهروضوئي عالي السرعة يُعدِّل الناقل الضوئي. بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من المُعدّلات الخارجية، تتميز مُعدّلات نيوبات الليثيوم الكهروضوئية بتردد تشغيل واسع، واستقرار جيد، ونسبة انطفاء عالية، وأداء عمل مستقر، ومعدل تعديل مرتفع، وتردد منخفض، وسهولة اقتران، وتكنولوجيا إنتاج متطورة، وما إلى ذلك. تُستخدم على نطاق واسع في أنظمة نقل الإشارة الضوئية عالية السرعة، وذات السعة الكبيرة، وطويلة المدى.
يُعد جهد نصف الموجة معلمة فيزيائية بالغة الأهمية للمُعدِّل الكهروضوئي. فهو يمثل التغير في جهد الانحياز المقابل لشدة ضوء خرج المُعدِّل الكهروضوئي من الحد الأدنى إلى الحد الأقصى. وهو يُحدد المُعدِّل الكهروضوئي إلى حد كبير. إن قياس جهد نصف الموجة للمُعدِّل الكهروضوئي بدقة وسرعة أمر بالغ الأهمية لتحسين أداء الجهاز وزيادة كفاءته. يتضمن جهد نصف الموجة للمُعدِّل الكهروضوئي تيارًا مستمرًا (نصف موجة).
جهد نصف الموجة (الجهد والتردد الراديوي). دالة نقل المُعدِّل الكهروضوئي هي كما يلي:
ومن بينها الطاقة الضوئية الناتجة عن المُعدِّل الكهروضوئي؛
هي الطاقة الضوئية المدخلة للمُعدِّل؛
هو فقدان الإدخال للمُعدِّل الكهروضوئي؛
تتضمن الطرق الحالية لقياس جهد نصف الموجة طرق توليد القيمة القصوى ومضاعفة التردد، والتي يمكنها قياس جهد نصف الموجة للتيار المستمر (DC) وجهد نصف الموجة للتردد اللاسلكي (RF) للمُعدِّل، على التوالي.
الجدول 1 مقارنة بين طريقتين لاختبار جهد نصف الموجة
| طريقة القيمة القصوى | طريقة مضاعفة التردد | |
| معدات المختبر | مصدر طاقة الليزر معدل شدة الضوء قيد الاختبار مصدر طاقة تيار مستمر قابل للتعديل ±15 فولت مقياس الطاقة الضوئية | مصدر ضوء الليزر معدل شدة الضوء قيد الاختبار مصدر طاقة تيار مستمر قابل للتعديل راسم الذبذبات مصدر الإشارة (تحيز التيار المستمر) |
| وقت الاختبار | 20 دقيقة() | 5 دقائق |
| المزايا التجريبية | من السهل إنجازه | اختبار دقيق نسبيًا يمكن الحصول على جهد نصف موجة التيار المستمر وجهد نصف موجة التردد اللاسلكي في نفس الوقت |
| العيوب التجريبية | الوقت الطويل وعوامل أخرى، الاختبار غير دقيق اختبار الركاب المباشر لجهد نصف الموجة المستمر | وقت طويل نسبيا عوامل مثل خطأ الحكم على تشوه الشكل الموجي الكبير، وما إلى ذلك، الاختبار غير دقيق |
يعمل على النحو التالي:
(1) طريقة القيمة القصوى
تُستخدم طريقة القيمة القصوى لقياس جهد نصف الموجة المستمر للمُعدِّل الكهروضوئي. أولًا، بدون إشارة التضمين، يُحصل على منحنى دالة النقل للمُعدِّل الكهروضوئي عن طريق قياس جهد انحياز التيار المستمر وتغير شدة الضوء الخارج. ومن منحنى دالة النقل، تُحدَّد نقطتا القيمة العظمى والصغرى، ثم تُحسب قيمتا جهد التيار المستمر المقابلتان Vmax وVmin على التوالي. وأخيرًا، يُحسب الفرق بين هاتين القيمتين بجهد نصف الموجة Vπ=Vmax-Vmin للمُعدِّل الكهروضوئي.
(2) طريقة مضاعفة التردد
تم استخدام طريقة مضاعفة التردد لقياس جهد نصف موجة التردد اللاسلكي للمُعدِّل الكهروضوئي. يُضاف في الوقت نفسه إلى المُعدِّل الكهروضوئي جهاز تحيز التيار المستمر وإشارة تعديل التيار المتردد لضبط جهد التيار المستمر عند تغير شدة ضوء الخرج إلى قيمة قصوى أو دنيا. في الوقت نفسه، يُلاحظ على راسم الذبذبات ثنائي التتبع أن إشارة الخرج المُعدّلة ستظهر تشوهًا مضاعفًا للتردد. الفرق الوحيد بين جهد التيار المستمر وتشويهي مضاعفة التردد المتجاورين هو جهد نصف موجة التردد اللاسلكي للمُعدِّل الكهروضوئي.
ملخص: نظريًا، يُمكن لكلٍّ من طريقة القيمة القصوى وطريقة مضاعفة التردد قياس جهد نصف الموجة للمُعدِّل الكهروضوئي، ولكن للمقارنة، تتطلب طريقة القيمة القصوى وقت قياس أطول، ويعود ذلك إلى تقلب الطاقة الضوئية الخارجة لليزر، مما يُسبب أخطاء في القياس. تتطلب طريقة القيمة القصوى مسح انحياز التيار المستمر بخطوة صغيرة، وتسجيل الطاقة الضوئية الخارجة للمُعدِّل في الوقت نفسه، للحصول على قيمة جهد نصف الموجة للتيار المستمر بدقة أكبر.
طريقة مضاعفة التردد هي طريقة لتحديد جهد نصف الموجة من خلال ملاحظة شكل موجة مضاعفة التردد. عندما يصل جهد الانحياز المطبق إلى قيمة معينة، يحدث تشوه مضاعف التردد، ويكون تشوه شكل الموجة غير ملحوظ. يصعب رصده بالعين المجردة. بهذه الطريقة، سيؤدي ذلك حتمًا إلى أخطاء أكبر، وما يقيسه هو جهد نصف موجة التردد اللاسلكي للمُعدِّل الكهروضوئي.