一种光器件光谱响应测量装置及方法

摘要

本发明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。

权利要求

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；

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。

2.如权利要求1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。

3.如权利要求1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。

4.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，

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所述微波恒定频率信号进行混频，得到第一混频信号，并输出；

低通滤波器，用于接收所述第一混频信号，滤除所述第一混频信号中不低于截止频率的信号，得到所述低频直流信号，并输出；

比例-积分-微分控制器，用于接收所述低频直流信号，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。

5.如权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述待测光器件包括：F-P腔及具有光纤环谐振腔的光耦合器任一种。

6.如权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述光信号产生模块包括：激光器及偏振控制器，其中，所述激光器，用于产生激光信号；

所述偏振控制器，用于接收所述激光信号，对所述激光信号进行偏振处理，得到偏振光信号，将所述偏振光信号作为原始光信号，输出所述原始光信号。

7.一种光器件光谱响应测量方法，其特征在于，应用于光器件光谱响应测量装置，所述装置包括：光信号产生模块、电信号产生模块、电光相位调制器、待测光器件、光电探测器、检测模块及数据处理模块；

所述方法包括：

所述光信号产生模块产生原始光信号；

所述电信号产生模块产生原始电信号，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；

所述电光相位调制器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；

所述待测光器件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；

所述光电探测器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；

所述检测模块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；

所述数据处理模块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；

所述电信号产生模块产生原始电信号，包括：

微波恒定源产生微波恒定频率信号；

微波扫频源产生微波扫频信号；

合路器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；

所述反馈电路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；

所述方法还包括：

所述电信号产生模块接收所述偏差电压，使用所述偏差电压，产生新的原始光信号。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述光信号产生模块产生原始光信号，包括：激光器产生激光信号；

偏振控制器接收所述激光信号，对所述激光信号进行偏振处理，得到偏振光信号，将所述偏振光信号作为原始光信号，输出所述原始光信号。

说明书

一种光器件光谱响应测量装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光电检测技术领域，特别是涉及一种光器件光谱响应测量装置及方法。

背景技术

[0002] 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。

[0003] 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。

[0004] 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。

[0005] 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。

[0006] 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。

[0007] 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。

[0008] 然而，发明人在实现本发明的过程中，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：

[0009] 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。

发明内容

[0010] 本发明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：

[0011] 第一方面，本发明实施例提供了一种光器件光谱响应测量装置，包括：

[0012] 光信号产生模块，用于产生原始光信号；

[0013] 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；

[0014] 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；

[0015] 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；

[0016] 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；

[0017] 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；

[0018] 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。

[0019] 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，[0020] 所述微波恒定源，用于产生微波恒定频率信号；

[0021] 所述微波扫频源，用于产生微波扫频信号；

[0022] 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；

[0023] 所述装置还包括：

[0024] 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；

[0025] 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。

[0026] 进一步的，所述检测模块，包括：

[0027] 电放大器，第一电耦合器以及幅值相位接收模块，其中，

[0028] 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；

[0029] 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；

[0030] 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。

[0031] 进一步的，所述检测模块，包括：

[0032] 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，

[0033] 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；

[0034] 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；

[0035] 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；

[0036] 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；

[0037] 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。

[0038] 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；

[0039] 所述反馈电路，包括：

[0040] 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所述微波恒定频率信号进行混频，得到第一混频信号，并输出；

[0041] 低通滤波器，用于接收所述第一混频信号，滤除所述第一混频信号中不低于截止频率的信号，得到所述低频直流信号，并输出；

[0042] 比例-积分-微分控制器，用于接收所述低频直流信号，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；

[0043] 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。

[0044] 进一步的，所述待测光器件包括：F-P腔及具有光纤环谐振腔的光耦合器任一种。

[0045] 进一步的，所述光信号产生模块包括：激光器及偏振控制器，其中，[0046] 所述激光器，用于产生激光信号；

[0047] 所述偏振控制器，用于接收所述激光信号，对所述激光信号进行偏振处理，得到偏振光信号，将所述偏振光信号作为所述原始光信号，输出所述原始光信号。

[0048] 第二方面，本发明实施例提供了一种光器件光谱响应测量方法，应用于光器件光谱响应测量装置，所述装置包括：光信号产生模块、电信号产生模块、电光相位调制器、待测光器件、光电探测器、检测模块及数据处理模块；

[0049] 所述方法包括：

[0050] 所述光信号产生模块产生原始光信号；

[0051] 所述电信号产生模块产生原始电信号，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；

[0052] 所述电光相位调制器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；

[0053] 所述待测光器件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；

[0054] 所述光电探测器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；

[0055] 所述检测模块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；

[0056] 所述数据处理模块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。

[0057] 进一步的，所述电信号产生模块产生原始电信号，包括：

[0058] 微波恒定源产生微波恒定频率信号；

[0059] 微波扫频源产生微波扫频信号；

[0060] 合路器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；

[0061] 所述装置还包括：反馈电路；

[0062] 所述反馈电路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；

[0063] 所述方法还包括：

[0064] 所述电信号产生模块接收所述偏差电压，使用所述偏差电压，产生新的原始光信号。

[0065] 进一步的，所述光信号产生模块产生原始光信号，包括：

[0066] 激光器产生激光信号；

[0067] 偏振控制器接收所述激光信号，对所述激光信号进行偏振处理，得到偏振光信号，将所述偏振光信号作为所述原始光信号，输出所述原始光信号。

[0068] 本发明实施例提供的一种光器件光谱响应测量装置，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，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，用于接收原始电信号，将原始光信号作为光载波，将原始电信号相位调制至光载波上，得到原始双边带相位调制信号，并输出；待测光器件，用于接收原始双边带相位调制信号，对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；检测模块，用于接收转换后电信号，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，输出幅频信号和相频信号；数据处理模块，用于接收幅频信号和相频信号，将幅频信号和相频信号，分别转换为光谱响应的幅度响应及相位响应。

[0069] 相较于现有技术，在使用双边带相位调制信号，得到待测光器件的光谱响应过程中，可以直接使用电光相位调制器获取双边带相位调制信号，进而得到待测光器件的光谱响应，不需要光单边带信号复杂的获取过程，也无需单边带调制设备所外接的光滤波器，避免所外接的光滤波器带来的光谱响应的测量误差，也节约了成本。

[0070] 当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

[0071] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0072] 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；

[0073] 图2为本发明实施例的光器件光谱响应测量装置的第一结构示意图；

[0074] 图3为本发明实施例的光器件光谱响应测量装置的第二结构示意图；

[0075] 图4为本发明实施例的光器件光谱响应测量装置的第三结构示意图；

[0076] 图5为本发明实施例的光器件光谱响应测量装置的第四结构示意图；

[0077] 图6为本发明实施例的光器件光谱响应测量装置的第五结构示意图；

[0078] 图7为本发明实施例的光器件光谱响应测量方法的流程示意图。

具体实施方式

[0079] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0080] 针对现有技术测量光谱响应所带来的误差及成本较大的问题，本发明实施例提供一种光器件光谱响应测量装置及方法，得到光谱响应的幅度响应及相位响应。在使用双边带相位调制信号，得到待测光器件的光谱响应过程中，可以直接使用电光相位调制器获取双边带相位调制信号，进而得到待测光器件的光谱响应，不需要光单边带信号复杂的获取过程，也无需单边带调制设备所外接的光滤波器，避免所外接的光滤波器带来的光谱响应的测量误差，也节约了成本。

[0081] 下面首先对本发明实施例所提供的光器件光谱响应测量装置进行介绍。

[0082] 参见图2所示，图2为本发明实施例的光器件光谱响应测量装置的第一结构示意图，具体包括：

[0083] 光信号产生模块21，用于产生原始光信号。其中原始光信号可以为连续光，这个连续光可以后期作为电光相位调制器23的光载波。

[0084] 电信号产生模块22，用于产生原始电信号，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。这里的微波扫频信号是指频率变化的信号。

[0085] 参见图2，上述电信号产生模块22，包括：微波恒定源221、微波扫频源222及合路器223，其中，微波恒定源221，用于产生微波恒定频率信号。这里的微波恒定频率信号称为微波射频电信号。微波扫频源222，用于产生微波扫频信号。这里的微波扫频信号也称为微波射频电信号。合路器223，用于接收微波扫频信号以及微波恒定频率信号，将微波扫频信号与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。

[0086] 电光相位调制器23，用于接收原始电信号，将原始光信号作为光载波，将原始电信号相位调制至光载波上，得到原始双边带相位调制信号，并输出。其中，原始电信号作为电光相位调制器23的待调制信号，这样可以将原始电信号相位调制至光载波上，得到原始双边带相位调制信号。上述电光相位调制器23可以为带宽电光相位调制器，可以将高谱密度的宽谱电信号转换为宽谱光信号，泵浦出待测光器件24的光谱响应，得到待测光器件24的幅频响应和相频响应。

[0087] 待测光器件24，用于接收原始双边带相位调制信号，对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。

[0088] 由于待测光器件24在接收原始双边带相位调制信号时，还无法掌握待测光器件24的光谱响应。通过待测光器件24接收原始双边带相位调制信号，对原始双边带相位调制信号进行变换处理。原始双边带相位调制信号会随着待测光器件24待测的光谱响应发生幅度和相位发生变化，这个能够使待测光器件24待测的光谱响应发生幅度和相位发生变化的过程称为变换处理。这样可以使用待测光器件24输出的变换后双边带相位调制信号，后续检测出待测光器件24的光谱响应。

[0089] 光电探测器25，用于接收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。其中，光电探测器25对变换后双边带相位调制信号进行光电变换，实际上就是平方律检测。

[0090] 检测模块26，用于接收转换后电信号，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，输出幅频信号和相频信号。其中，从微波扫频信号中解析出的倍频信号包括：微波扫频信号中解析出的一倍频信号和二倍频信号。具体的倍频信号可根据实际情况而定。

[0091] 数据处理模块27，用于接收幅频信号和相频信号，将幅频信号和相频信号，分别转换为光谱响应的幅度响应及相位响应。

[0092] 其中，针对检测模块26得到的幅频信号，该幅频信号具有频率和幅度，数据处理模块27将该幅频信号中的频率，加上光信号产生模块21中激光器的激光信号的频率，得到光谱响应的幅度响应中的频率；利用该幅频信号中的幅度，得到光谱响应的幅度响应中的幅度，从而确定上述光谱响应的幅度响应。

[0093] 针对检测模块26得到的相频信号，该相频信号具有频率和相位，数据处理模块27将该相频信号中的频率，加上光信号产生模块21中激光器的激光信号的频率，得到光谱响应的相位响应中的频率；利用该相频信号中的相位，得到光谱响应的相位响应中的相位，从而确定上述光谱响应的相位响应。

[0094] 相较于现有技术，在使用双边带相位调制信号，得到待测光器件的光谱响应过程中，可以直接使用电光相位调制器获取双边带相位调制信号，进而得到待测光器件的光谱响应，不需要光单边带信号复杂的获取过程，也无需单边带调制设备所外接的光滤波器，避免所外接的光滤波器带来的光谱响应的测量误差，也节约了成本。

[0095] 为了能够将光载波的频率与周期性待测光器件24的其中一个谐振频率中心长期锁定，实现对准，本发明实施例还提供了一种光器件光谱响应测量装置。参见图3所示，图3为本发明实施例的光器件光谱响应测量装置的第二结构示意图，所述装置还包括：

[0096] 反馈电路28，用于接收微波恒定频率信号，基于转换后信号及微波恒定频率信号进行混频，得到第一混频信号；对第一混频信号中的高频信号进行过滤，得到低频直流信号；获取待测光器件的谐振频率中心及原始光信号的频率，将原始光信号的频率与谐振频率中心进行比较；利用低频直流信号，预估原始光信号的频率偏离于谐振频率中心的失谐量；基于失谐量，得到与失谐量对应的偏差电压；若所述偏差电压大于零，则输出偏差电压至光信号产生模块；若偏差电压等于零，则取消向光信号产生模块输出偏差电压；

[0097] 电信号产生模块22，还用于接收偏差电压，使用偏差电压，产生新的原始光信号。

[0098] 相较于现有技术，本发明实施例，在使用双边带相位调制信号，得到待测光器件的光谱响应过程中，可以直接使用电光相位调制器获取双边带相位调制信号，进而得到待测光器件的光谱响应，不需要光单边带信号复杂的获取过程，也无需单边带调制设备所外接的光滤波器，避免所外接的光滤波器带来的光谱响应的测量误差，也节约了成本。

[0099] 进一步的，本发明实施例，利用电光相位调制器23的双边带相位调制及反馈电路28，将光载波的频率与周期性待测光器件24的其中一个谐振频率中心进行对准，避免原始双边带相位调制信号所携带的信息不一致造成误差。通过原始光信号的频率偏离于谐振频率中心的失谐量，得到与失谐量对应的偏差电压，并反馈给电信号产生模块22，实现光载波的频率与待测光器件24的谐振频率中心对准，能够实现待测光器件24从低频到高频的宽带响应测量，进一步提高测量待测光器件24光谱响应的准确度。

[0100] 结合图2和图3可知，为了更加准确地掌握光电探测器25的该转换后电信号，在本发明实施例的一种可能的实现方式中，参见图4所示，图4为本发明实施例的光器件光谱响应测量装置的第三结构示意图。所述检测模块26，包括：

[0101] 电放大器261，第一电耦合器262以及幅值相位接收模块2631，其中，[0102] 电放大器261，用于接收转换后电信号，放大转换后电信号，得到放大后电信号，并输出。由于放大后电信号是由误差信号和其他电信号构成，放大后电信号会放大转换后电信号的幅度，这样方便后续使用放大后电信号的幅度，解析出误差信号及其他电信号，有利于光器件光谱响应测量装置及时得到所需的幅值进行后续处理。

[0103] 第一电耦合器262，用于接收放大后电信号，将放大后电信号，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，并输出第一耦合信号。

[0104] 上述第一比例可以是根据用户需求进行设置。示例性的，第一比例为2：1。上述将放大后电信号，按照第一比例分为两路耦合信号，具体包括：

[0105] 将放大后电信号的幅度，按照第一比例分为两路耦合信号。比如，第一耦合信号的幅度是第二耦合信号的幅度的两倍。

[0106] 幅值相位接收模块2631，用于接收微波扫频信号及第一耦合信号，利用微波扫频信号解析出的倍频信号，从第一耦合信号，提取幅频信号和相频信号，并输出幅频信号和相频信号。

[0107] 幅值相位接收模块2631，直接使用微波扫频信号及第一耦合信号，解析出以微波扫频信号的二倍频信号，以微波扫频信号的二倍频信号为参考，从第一耦合信号，提取幅频信号和相频信号，并输出幅频信号和相频信号。后期数据处理模块27将使用微波扫频信号的二倍频信号，计算出微波扫频信号的一倍频信号，将该一倍频信号作为参考信号，进而得出将幅频信号和相频信号，分别转换为光谱响应的幅度响应及相位响应。

[0108] 结合图2和图3，为了能够使用方便直接提取出微波扫频信号的一倍频信号，使得幅值相位接收模块263直接使用一倍频信号作为参考信号，提取幅频信号和相频信号，并输出幅频信号和相频信号。在本发明实施例的一种可能的实现方式中，参见图5所示，图5为本发明实施例的光器件光谱响应测量装置的第四结构示意图。所述检测模块26，包括：

[0109] 电放大器261，第一电耦合器262、第二电耦合器264、第一混频器265以及幅值相位接收模块2632，其中，

[0110] 电放大器261，用于接收转换后电信号，放大转换后电信号，得到放大后电信号，并输出。光电探测器25所得到转换后电信号可以为拍频微波信号，该拍频微波信号中携带有误差信号，后续可以使用电放大器放大拍频微波信号，从而也放大了误差信号，方便检测误差信号。

[0111] 第一电耦合器262，用于接收放大后电信号，将放大后电信号，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，并输出第一耦合信号。

[0112] 第二电耦合器264，用于接收微波扫频信号，将微波扫频信号，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，并输出第三耦合信号及第四耦合信号。

[0113] 上述第二比例可以是根据用户需求进行设置。第二比例可以与第一比例不同，也可以与第一比例相同。示例性的，第二比例为2：1。上述将放大后电信号，按照第二比例分为两路耦合信号，具体包括：

[0114] 将放大后电信号的幅度，按照第二比例分为两路耦合信号。比如，第三耦合信号的幅度是第四耦合信号的幅度的两倍。

[0115] 第一混频器265，用于接收第一耦合信号和第三耦合信号，将第一耦合信号和第三耦合信号进行混频，得到第二混频信号。通过第一混频器265和第四耦合信号，得到微波扫频信号的一倍频信号，消除了单边带调制抑制比的问题，提取光电探测器25输出的转换后电信号的幅频响应和相频响应，后续数据处理模块27，最终得到待测光器件24的光谱响应的幅度响应及相位响应。

[0116] 幅值相位接收模块2632，用于接收第二混频信号及第四耦合信号，利用第四耦合信号解析出的倍频信号，从第二混频信号中，提取转换后电信号的幅频信号和相频信号，输出幅频信号和相频信号。

[0117] 相较于现有技术，进一步的，通过第一混频器265间接地测试与微波扫频信号同频的一倍频信号，克服了由于单边带调制产生的-1阶边带和高阶边带误差，且测得的幅频响应是平方关系，拥有更加灵敏的响应度。

[0118] 在一种可能的实现方式中，本发明提供了一种光器件光谱响应测量装置中，第一电耦合器，还用于接收放大后电信号，将放大后电信号，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另一路耦合信号作为第二耦合信号，并输出第二耦合信号。

[0119] 反馈电路28，包括：

[0120] 第二混频器281，用于接收第二耦合信号以及微波恒定频率信号，将第二耦合信号以及微波恒定频率信号进行混频，得到第一混频信号，并输出。

[0121] 低通滤波器282，用于接收第一混频信号，滤除第一混频信号中不低于截止频率的信号，得到低频直流信号，并输出。由于第一混频信号是由低频直流信号和一些频率不等信号的混频而成的信号，因此需要过滤不低于截止频率的信号，保留低频直流信号，方便为PID提供准确的输入。

[0122] PID(proportion-integration-differentiation，比例-积分-微分)控制器283，用于接收低频直流信号，获取待测光器件的谐振频率中心及原始光信号的频率，将原始光信号的频率与谐振频率中心进行比较；利用低频直流信号，预估原始光信号的频率偏离于谐振频率中心的失谐量；基于失谐量，得到与失谐量对应的偏差电压。

[0123] 若偏差电压大于零，则输出偏差电压至光信号产生模块；若偏差电压等于零，则取消向光信号产生模块输出偏差电压。利用这个偏差电压可以作为光信号产生模块21的输入电压，光信号产生模块21重新产生新的原始光信号，重新判定原始光信号的频率偏离于谐振频率中心的失谐量。

[0124] 由光信号产生模块21、微波恒定源221、微波扫频源222及合路器223、电光相位调制器23、待测光器件24、光电探测器25、电放大器261、第一电耦合器262、第二混频器281、低通滤波器282及PID控制器283构成，PDH(Pound-Drever-Hall，稳频反馈环路)，这个PDH以待测光器件24为频率标准，提取光载波的频率漂移进行反馈至光信号产生模块21，实现光载波的频率与待测光器件24的谐振频率中心对准，为待测光器件24的长期精确测量提供了条件。参见图6，图6为本发明实施例的光器件光谱响应测量装置的第五结构示意图。由图6可知，电放大器261输出的放大后电信号，经过第一电耦合器262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，并输出第一耦合信号至第一混频器，完成与微波扫频信号的一倍频信号的幅度响应及相位响应相结合，提取微波扫频信号的一倍频信号中的幅频响应、相频响应，从而得到待测光器件24的光谱响应的幅度响应及相位响应。电放大器261输出的放大后电信号，经过第一电耦合器262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，并输出第二耦合信号至反馈电路28，用于将光载波的频率与周期性待测光器件24的其中一个谐振频率中心长期锁定，实现对准。

[0125] 激光器211的激光信号的频率没有对准待测光器件24的谐振频率中心，发生轻微失谐，就不能精确地测试待测光器件24的光谱响应的幅度响应及相位响应。因此可以使用PDH来避免轻微失谐，以实现光器件光谱响应测量装置，精确地对待测光器件24的光谱响应的测试。

[0126] 参见图6所示，光信号产生模块21包括：激光器211及偏振控制器212，其中，激光器211，用于产生激光信号；偏振控制器212，用于接收激光信号，对激光信号进行偏振处理，得到偏振光信号，将偏振光信号作为原始光信号，输出原始光信号。激光器211接收一个输入电压值，经过激光器211处理后，产生输出激光信号，并输出。

[0127] 激光器211还用于接收PID控制器283的偏差电压，利用该偏差电压，对应的调整腔长，进而调整波长，重新输出一个新的激光信号，直至PID控制器283得到与失谐量对应的偏差电压为0。

[0128] 在一种可能的实现方式中，本发明提供了一种光器件光谱响应测量装置中，待测光器件24包括：F-P腔及具有光纤环谐振腔的光耦合器任一种。F-P腔称为法布里-珀罗干涉仪。具有光纤环谐振腔的光耦合器可以为20米保偏光纤组成的光纤环谐振腔的光耦合器。

[0129] 若激光器211的激光信号的频率等于法布里-珀罗干涉仪其中一个谐振频率中心，则调制边带平衡对称，光电探测器25输出转换后电信号的拍频电流输出为零；若激光器211的激光信号的频率偏离法布里-珀罗干涉仪谐振频率中心，且失谐量仍在反射曲线线宽内，则边带平衡对称性被破坏，则有拍频电流输出。上述激光器211的激光信号的频率也就是激光器211输出中心频率。通过PID控制器283的压电陶瓷腔长调节模块，进而让激光器211输出的光载波长期锁定在法布里-珀罗干涉仪的谐振频率中心处，实现了激光器211的激光信号的频率与法布里-珀罗干涉仪的谐振频率中心对准。因此，经过电光相位调制器23调制的原始双边带相位调制信号，关于法布里-珀罗干涉仪的一个谐振峰完全对称，为后期待测光器件24幅频响应和相频响应的测试提供了条件。

[0130] 相较于现有技术，本发明实施例，在使用双边带相位调制信号，得到待测光器件的光谱响应过程中，可以直接使用电光相位调制器获取双边带相位调制信号，进而得到待测光器件的光谱响应，不需要光单边带信号复杂的获取过程，也无需单边带调制设备所外接的光滤波器，避免所外接的光滤波器带来的光谱响应的测量误差，也节约了成本。

[0131] 进一步的，本发明实施例，在将光域的波长扫描转到电域的过程中，舍弃了常见的单边带调制，而采用电光相位调制器23的双边带的相位调制，实现了低频到高频的宽带响应测试。采用PDH技术，使光载波锁定在待测光器件24的谐振频率中心，能够实现待测光器件24光谱响应的准确测量，消除了由激光器211的激光信号漂移等原因，造成光谱响应漂移造成的测量误差。相比于现有技术，本发明实施例可获得更精确的光谱响应的测量结果。

[0132] 下面首先对本发明实施例所提供的光器件光谱响应测量方法进行介绍。

[0133] 参见图7，图7为本发明实施例的光器件光谱响应测量方法的流程示意图。本发明实施例还提供一种光器件光谱响应测量方法，应用于光器件光谱响应测量装置，装置包括：光信号产生模块、电信号产生模块、电光相位调制器、待测光器件、光电探测器、检测模块及数据处理模块；其中，方法包括：

[0134] 步骤31，光信号产生模块产生原始光信号。

[0135] 步骤32，电信号产生模块产生原始电信号，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。

[0136] 步骤33，电光相位调制器接收原始电信号，将原始光信号作为光载波，将原始电信号相位调制至光载波上，得到原始双边带相位调制信号，并输出。

[0137] 电光相位调制器进一步将原始电信号的角频率ωe相位调制至光载波的角频率ω0上，得到原始双边带相位调制信号。该原始双边带相位调制信号为上下边带分别为ω0-ωe，ω0+ωe的扫频双边带、相位相反的调制光信号。

[0138] 使用电光相位调制器所得到的原始双边带相位调制信号，具体表达式如下：

[0139]

[0140] 其中， 为在时域上相位调制后的原始双边带相位调制信号； 中的上标in表示未经过待测光器件， 中的下标DSB为双边带， 中的t表示时域，t表示时间；i为虚数单位，i2＝-1；ω0为光载波的角频率，ωe为原始电信号的角频率， 为相位调制深度，V为原始电信号幅度，Vπ为电光相位调制器的半波电压，π表示原始电信号处于最低点进行相位调制。

[0141] 基于Jacobi–Anger表达式，上述(1)式可以写为：

[0142]

[0143] 其中，im为虚数i的m次方，im的取值取决于m，im具体的取值分别为-1，+1，i，-i；Jm(β)为m阶贝塞尔函数，m为整数，m取值为-∞···-2,-1,0,1,2···+∞；Jm(β)中的β与公式1中的β相同，β为相位调制深度。对上述(2)式进行傅里叶变换，得到频域内的相位调制后的原始双边带相位调制信号表达式为：

[0144]

[0145] 其中， 为在频域上相位调制后的原始双边带相位调制信号， 中的上标in表示未经过待测光器件， 中的下标DSB为双边带， 中的ω表示角频率；δ为冲激函数。

[0146] 步骤34，待测光器件接收原始双边带相位调制信号，对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。

[0147] 使用待测光器件所得到的变换后双边带相位调制信号，具体表达式如下：

[0148]

[0149] 其中， 为在频域上经过待测光器件后的变换后双边带相位调制信号；中的上标out为经过待测光器件； 中的下标DSB为双边带， 中的ω表示
角频率；H(ω)为待测光器件的传输响应与光器件光谱响应测量装置的传输响应的乘积，H(ω)中的ω为角频率。

[0150] 步骤35，光电探测器接收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。

[0151] 使用光电探测器，得到转换后电信号，具体表达式如下：

[0152]

[0153] 其中，IPD(t)为经过光电探测器后在时域内的转换后电信号，IPD(t)中的t表示时域，t表示时间；IPD(t)的下标PD表示光电探测器，PD(Photodetector，光电探测器)；为 的共轭；η为光电探测器的响应度。

[0154] 对上述式(4)进行傅里叶反变换，得到时域内的转换后光信号，表达式为：

[0155]

[0156] 其中， 为 的傅里叶反变换，本式(6)中的 为时域内的转换后光信号。

[0157] 通过预先设置，在光器件光谱响应测量装置中，使幅值相位接收模块只响应微波扫频信号的二倍频信号。所以，经过光电探测器后的转换后电信号为：

[0158]

[0159] 本式(7)通过将上式(6)代入上式(5)中得到的。其中 为在时域上转换后电信号中微波扫频信号的二倍频信号的电信号； 中的下标PD,2ωe为提取经过光电探测器的微波扫频信号的二倍频信号的电信号； 中的H*为传输响应的共轭；H为传输响应；Jm-1为m-1阶贝塞尔函数；Jm-1中的下标m-1为整数，m-1的取值为-∞···-2,-1,0,1,2···+∞；Jm+1为m+1阶贝塞尔函数，Jm+1中的下标m+1为整数，m+1取值为-∞···-2,-1,
0,1,2···+∞。

[0160] 步骤36，检测模块接收转换后电信号，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，输出幅频信号和相频信号。

[0161] 步骤37，数据处理模块接收幅频信号和相频信号，将幅频信号和相频信号，分别转换为光谱响应的幅度响应及相位响应。

[0162] 相较于现有技术，在使用双边带相位调制信号，得到待测光器件的光谱响应过程中，可以直接使用电光相位调制器获取双边带相位调制信号，进而得到待测光器件的光谱响应，不需要光单边带信号复杂的获取过程，也无需单边带调制设备所外接的光滤波器，避免所外接的光滤波器带来的光谱响应的测量误差，也节约了成本。

[0163] 在一种可能的实现方式中，电信号产生模块产生原始电信号，包括：

[0164] 微波恒定源产生微波恒定频率信号；

[0165] 微波扫频源产生微波扫频信号；

[0166] 合路器接收微波扫频信号以及微波恒定频率信号，将微波扫频信号与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；

[0167] 装置还包括：反馈电路；

[0168] 反馈电路接收微波恒定频率信号，基于转换后信号及微波恒定频率信号进行混频，得到第一混频信号；对第一混频信号中的高频信号进行过滤，得到低频直流信号；获取待测光器件的谐振频率中心及原始光信号的频率，将原始光信号的频率与谐振频率中心进行比较；利用低频直流信号，预估原始光信号的频率偏离于谐振频率中心的失谐量；基于失谐量，得到与失谐量对应的偏差电压；若偏差电压大于零，则输出偏差电压至光信号产生模块；若偏差电压等于零，则取消向光信号产生模块输出偏差电压；

[0169] 方法还包括：

[0170] 电信号产生模块接收偏差电压，使用偏差电压，产生新的原始光信号。

[0171] 在一种可能的实现方式中，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，检测模块接收转换后电信号，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，输出幅频信号和相频信号，包括：

[0172] 电放大器接收转换后电信号，放大转换后电信号，得到放大后电信号，并输出；

[0173] 第一电耦合器接收放大后电信号，将放大后电信号，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，并输出第一耦合信号；

[0174] 幅值相位接收模块接收微波扫频信号及第一耦合信号，利用微波扫频信号解析出的倍频信号，从第一耦合信号，提取幅频信号和相频信号，并输出幅频信号和相频信号。

[0175] 由于光载波的频率在待测光器件的其中一个谐振频率中心处，理想情况是上式(2)仅包含一阶光边带。在这种情况下，上式(7)可以改写为：

[0176] Im＝0(t)＝2ηH(ω0+ωe)H*(ω0-ωe)J1(β)J1(β)exp(i2ωet)  (8)[0177] 其中，Im＝0(t)为只包含一阶光边带的时域微波扫频信号的电流，Im＝0(t)中的t表示时域，Im＝0(t)中的下标m＝0表示贝塞尔函数Jm-1、Jm+1的阶数m＝0的情况。

[0178] 微波扫频信号的二倍频信号的电信号的频域表达式为：

[0179] I(2ωe)＝4πηH(ω0+ωe)H*(ω0-ωe)J1(β)J1(β)  (9)

[0180] 其中，I(2ωe)为提取在频域内，微波扫频信号的二倍频信号的电信号。

[0181] 频谱响应H(ω)＝Hsys(ω)·HDUT(ω)，由光器件光谱响应测量装置的频谱响应和待测光器件频谱响应级联得到。Hsys(ω)可以通过校准步骤来测量，在该校准步骤中，去除DUT并且将两个测试端口直接连接，比如HDUT(ω)＝1。在实际情况中，光器件光谱响应测量装置的传输函数可以得到，因此表达式可以写为：

[0182]

[0183] 其中，Isys(2ωe)为提取微波扫频信号的二倍频信号的电信号；Isys(2ωe)中的下标sys为光器件光谱响应测量装置； 为光器件光谱响应测量装置的传输响应Hsys的共轭，中的上标*为共轭；

[0184] 由上式(9)和上式(10)，可以得到忽略高阶误差的DUT(device under test，待测光器件)的光谱响应，表达式为：

[0185]

[0186] 其中，HDUT(ω0+ωe)为经过DUT，后提取(ω0+ωe)频率分量的传输响应，这里的传输响应包括：幅频信号和相频信号。这里的传输响应的曲线可以是电域内的幅频信号的曲线和相频信号的曲线，后期数据处理模块进行处理，才能得到光域的光谱响应。

[0187] 在一种可能的实现方式中，检测模块，包括：

[0188] 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，检测模块接收转换后电信号，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，输出幅频信号和相频信号，包括：

[0189] 电放大器接收转换后电信号，放大转换后电信号，得到放大后电信号，并输出；

[0190] 第一电耦合器接收放大后电信号，将放大后电信号，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，并输出第一耦合信号；

[0191] 第二电耦合器，用于接收微波扫频信号，将微波扫频信号，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，并输出第三耦合信号及第四耦合信号；

[0192] 第一混频器接收第一耦合信号和第三耦合信号，将第一耦合信号和第三耦合信号进行混频，得到第二混频信号；

[0193] 幅值相位接收模块接收第二混频信号及第四耦合信号，利用第四耦合信号解析出的倍频信号，从第二混频信号中，提取转换后电信号的幅频信号和相频信号，输出幅频信号和相频信号。

[0194] 在一种可能的实现方式中，第一电耦合器，还接收放大后电信号，将放大后电信号，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另一路耦合信号作为第二耦合信号，并输出第二耦合信号；

[0195] 反馈电路接收微波恒定频率信号，基于转换后信号及微波恒定频率信号进行混频，得到第一混频信号；对第一混频信号中的高频信号进行过滤，得到低频直流信号；获取待测光器件的谐振频率中心及原始光信号的频率，将原始光信号的频率与谐振频率中心进行比较；利用低频直流信号，预估原始光信号的频率偏离于谐振频率中心的失谐量；基于失谐量，得到与失谐量对应的偏差电压；若偏差电压大于零，则输出偏差电压至光信号产生模块；若偏差电压等于零，则取消向光信号产生模块输出偏差电压，包括：

[0196] 第二混频器接收第二耦合信号以及微波恒定频率信号，将第二耦合信号以及微波恒定频率信号进行混频，得到第一混频信号，并输出；

[0197] 低通滤波器接收第一混频信号，滤除第一混频信号中不低于截止频率的信号，得到低频直流信号，并输出；

[0198] 比例-积分-微分控制器接收低频直流信号，获取待测光器件的谐振频率中心及原始光信号的频率，将原始光信号的频率与谐振频率中心进行比较；利用低频直流信号，预估原始光信号的频率偏离于谐振频率中心的失谐量；基于失谐量，得到与失谐量对应的偏差电压；

[0199] 若偏差电压大于零，则输出偏差电压至光信号产生模块；若偏差电压等于零，则取消向光信号产生模块输出偏差电压。

[0200] 在一种可能的实现方式中，待测光器件包括：F-P腔及具有光纤环谐振腔的光耦合器任一种。

[0201] 在一种可能的实现方式中，光信号产生模块产生原始光信号，包括：

[0202] 激光器产生激光信号；

[0203] 偏振控制器接收激光信号，对激光信号进行偏振处理，得到偏振光信号，将偏振光信号作为原始光信号，输出原始光信号。

[0204] 相较于现有技术，本发明实施例，在使用双边带相位调制信号，得到待测光器件的光谱响应过程中，可以直接使用电光相位调制器获取双边带相位调制信号，进而得到待测光器件的光谱响应，不需要光单边带信号复杂的获取过程，也无需单边带调制设备所外接的光滤波器，避免所外接的光滤波器带来的光谱响应的测量误差，也节约了成本。

[0205] 进一步的，本发明实施例，在将光域的波长扫描转到电域的过程中，舍弃了常见的单边带调制，而采用电光相位调制器的双边带的相位调制，实现了低频到高频的宽带响应测试。采用PDH技术，使光载波锁定在待测光器件的谐振频率中心，能够实现待测光器件光谱响应的准确测量，消除了由激光器漂移等原因，造成光谱响应漂移造成的测量误差。相比于现有技术，本发明实施例可获得更精确的光谱响应的测量结果。

[0206] 本发明实施例提供的光器件光谱响应测量装置可以应用于电子设备。具体的，该电子设备可以为：台式计算机、便携式计算机、智能移动终端、服务器等。在此不作限定，任何可以实现本发明的电子设备，均属于本发明的保护范围。

[0207] 对于方法/电子设备实施例而言，由于其基本相似于装置实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

[0208] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0209] 本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法/电子设备而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见装置实施例的部分说明即可。

[0210] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。