本发明涉及光电平衡探测器性能测试，具体涉及一种基于宽带脉冲激励的平衡探测器共模抑制比测试系统及其测试方法。
背景技术：
1、平衡探测器(balanceddetector)是一种用于检测微弱光信号的高灵敏度光电探测器，广泛应用于相干光通信、光学相干层析成像(oct)、激光雷达、精密探测仪器、光纤通信与量子通信等领域。平衡探测器的共模抑制比(common mode rejection ratio，cmrr)是衡量平衡探测器等含有差分输入的系统抑制共模噪声能力的关键参数，其定义为差模增益与共模增益之比，表征了放大器对于两个输入端的相同信号的抑制能力。共模抑制比越高的平衡探测器抑制共模噪声的能力越强。
2、目前，共模抑制比的测定方法，主要是针对差分运算放大器的电测量方案，如《电子学：从电路分析到器件应用》(floyd,thomas l.[m].科学出版社，2008.)中，向放大器的两个输入端分别接入大小相等但极性相反的正弦差模信号，以及大小相等且极性相同的正弦共模信号，测量放大器的输出信号强度，计算二者比例得到共模抑制比cmrr。根据黄晓宗等在《运算放大器共模抑制比的仿真与测试》中的总结，比较成熟的方案主要包括电源电压法、匹配电阻法、辅助运算放大器法。
3、但关于平衡探测器共模抑制比的光电测量方案鲜有文献提及，目前常被采用的方案是，使用正弦调制的光信号进行共模抑制比测试。首先，使用正弦信号驱动光源进行强度调制，调制后的光束通过光纤分束器按强度等分。进行差模信号测量时，从平衡探测器单端口接入强度调制光束，通过改变调制频率，测试其不同频率下的差模增益；进行共模信号测量时，等分后的光束分别接入探测器的两个输入端，改变调制频率，测试不同频率下的共模增益。从而共模抑制比cmrr可由单端口模式频率响应与共模模式频率响应之比确定。但该方法存在如下问题。理论上的光强调制光束为单一频率信号，一次测量只能精确测得单频率点处的共模抑制比cmrr，因而只能获得离散的测试结果，效率较低。此外，该方法的测试的频率范围受制于光强调制装置的调制带宽，因而测试频带较窄。最后，调制装置的谐波失真也会影响对共模抑制比cmrr的测试精度。
4、现有2019年03月08日公开的专利文献，cn109450529a，公开了检测装置及检测方法，装置包括：相位调制器、分束器以及频谱仪，相位调制器的输出端与分束器的输入端连接，分束器的第一输出端以及第二输出端均与待测器件连接，待测器件的输出端与频谱仪的输入端连接；相位调制器用于接收激光并改变激光的频率，将改变频率的激光输出至分束器；分束器将接收到的激光平均分成两束，并将分出的两束激光均输入至待测器件；频谱仪用于测量待测器件中两束激光产生的信号。用相位调制器对激光进行调制而非激光器自身的内调制，可以只调制激光的频率而不改变其幅度，增加了频谱仪检测的准确性。但是该专利文献是对光相位进行调制，存在实现方式不灵活和测试效率低的问题。
技术实现思路
1、发明针对平衡探测器共模抑制比测试中，各频率点差异大、受制于光强调制系统带宽而测试频带窄，以及调制失真所导致的测试效果差等问题，从而提出的一种基于宽带脉冲激励的平衡探测器共模抑制比测试系统及其测试方法，通过将激励信号由扫频的正弦强度调制光替代为宽带脉冲调制光，完全覆盖平衡探测器带宽的同时，具有出色数据连续性。此外，通过对脉冲响应波形做傅里叶分析的方式获取共模抑制比，避免了信号直流漂移、谐波噪声对测试结果的影响。本发明具有测试带宽高、测试效率高、测试精度高等优势，且在实践过程中具有十分灵活的实施方式。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
3、本发明提供一种基于宽带脉冲激励的平衡探测器共模抑制比测试系统，所述系统包括激光发射部件、光调制部件、分束器、待测平衡探测器和信号测量部件；
4、所述激光发射部件用于输出光束，并射入光调制部件中，所述光调制部件用于调制入射光的光强为脉冲型后射入分束器中，所述分束器用于将入射光等分并射入待测平衡探测器中，所述待测平衡探测器用于探测入射光并输出给信号测量部件，所述信号测量部件用于对平衡探测器输出信号进行处理得到待测平衡探测器的共模抑制比。
5、进一步，还有一种优选实施例，上述激光发射部件采用激光器实现；
6、上述光调制部件包括电光调制器和可调衰减器；
7、上述信号测量部件采用频谱仪实现；
8、所述激光器用于输出光束，并射入电光调制器中，所述电光调制器用于将入射光进行光强度调制，从而产生宽带脉冲光束并射入可调衰减器中，所述可调衰减器用于调制入射光的光强并射入分束器中，所述分束器用于将入射光等分并射入待测平衡探测器中，所述待测平衡探测器用于探测入射光并输出给频谱仪，所述频谱仪用于平衡探测器输出信号进行处理得到待测平衡探测器的共模抑制比。
9、进一步，还有一种优选实施例，上述电光调制器可替换为声光调制器。
10、进一步，还有一种优选实施例，上述激光器为单频直流激光器。
11、进一步，还有一种优选实施例，上述激光发射部件采用超短脉冲激光器实现；
12、上述光调制部件采用可调衰减器实现；
13、上述信号测量部件包括数字信号处理部件和采集卡；
14、所述超短脉冲激光器用于输出宽带脉冲光束，并射入可调光衰减器中，所述可调衰减器用于调制入射光的光强并射入分束器中，所述分束器用于将入射光等分并射入待测平衡探测器中，所述待测平衡探测器用于探测入射光并输出给采集卡，所述采集卡用于对平衡探测器输出信号进行傅里叶变换获得频谱信息并发送给数字信号处理部件，所述数字信号处理部件用于根据频谱信息得到待测平衡探测器的共模抑制比。
15、进一步，还有一种优选实施例，上述超短脉冲激光器具体为纳秒激光器或皮秒激光器。
16、进一步，还有一种优选实施例，上述激光发射部件采用激光器实现；
17、上述光调制部件采用电可调光衰减器实现；
18、上述信号测量部件采用频谱仪实现；
19、所述激光器用于输出光束，并射入电可调光衰减器中，所述电可调光衰减器用于对入射光进行光强度调制，从而产生宽带脉冲光束，并调控光衰减率后射入分束器中，所述分束器用于将入射光等分并射入待测平衡探测器中，所述待测平衡探测器用于探测入射光并输出给频谱仪，所述频谱仪用于平衡探测器输出信号进行处理得到待测平衡探测器的共模抑制比。
20、进一步，还有一种优选实施例，上述激光器为单频直流激光器。
21、本发明还提供一种基于上述任意一项所述的基于宽带脉冲激励的平衡探测器共模抑制比测试系统实现的测试方法，所述测试方法为：
22、s1：预先测量；
23、s2：生成脉冲信号；
24、s3：测试点选取；
25、s4：差模信号测量；
26、s5：共模信号测量。
27、进一步，还有一种优选实施例，上述差模信号测量具体为接入一路信号至平衡探测器，测试并记录输出端口的频率响应；共模信号测量具体为将两路信号同时接入平衡探测器，测试并记录此时输出频率响应，二者的频响之差即为该频带下的共模抑制比。
28、本发明的有益效果为：
29、1、本发明提供的一种基于宽带脉冲激励的平衡探测器共模抑制比测试系统，采用的宽带脉冲调制信号具有频谱宽、便于生成等优势，可以在单次测试下就可以连续的评估平衡探测器在宽频带范围内的共模抑制能力，有效提高测试的范围与效率。
30、进一步地，本发明通过对脉冲响应波形做傅里叶分析的方式获取共模抑制比cmrr，能够避免直流漂移和谐波噪声的影响，令测量结果更加准确和稳定。
31、进一步地，本发明所使用的宽带脉冲光束具有多种灵活的实施方式，包括但不限于使用电光或声光调制器、纳秒或皮秒脉冲激光器、电可调光衰减器(mems voa)等光开关器件等，因而具备广泛的适用性以及可实施性。
32、进一步地，本发明与现有技术：cn109450529a相比较，未采用对光相位进行调制的方式，而是采用对光强进行脉冲式调制的方式，使得具有实现方式灵活、测试带宽高、测试效率高等优势，因此，本发明属于与现有技术构思不同的技术方案。
33、2、本发明提供的一种基于宽带脉冲激励的平衡探测器共模抑制比测试方法，具有频带范围宽、测试效率高、测试精度高以及实现方式灵活等特点。
34、本发明不仅适用共模抑制比的测定，还适用于对其灵敏度、幅频特性、相频特性等关键参数进行测试。
1.基于宽带脉冲激励的平衡探测器共模抑制比测试系统，其特征在于，所述系统包括激光发射部件、光调制部件、分束器、待测平衡探测器和信号测量部件；
2.根据权利要求1所述的基于宽带脉冲激励的平衡探测器共模抑制比测试系统，其特征在于，所述激光发射部件采用激光器实现；
3.根据权利要求2所述的基于宽带脉冲激励的平衡探测器共模抑制比测试系统，其特征在于，所述电光调制器可替换为声光调制器。
4.根据权利要求2所述的基于宽带脉冲激励的平衡探测器共模抑制比测试系统，其特征在于，所述激光器为单频直流激光器。
5.根据权利要求1所述的基于宽带脉冲激励的平衡探测器共模抑制比测试系统，其特征在于，所述激光发射部件采用超短脉冲激光器实现；
6.根据权利要求5所述的基于宽带脉冲激励的平衡探测器共模抑制比测试系统，其特征在于，所述超短脉冲激光器具体为纳秒激光器或皮秒激光器。
7.根据权利要求1所述的基于宽带脉冲激励的平衡探测器共模抑制比测试系统，其特征在于，所述激光发射部件采用激光器实现；
8.根据权利要求7所述的基于宽带脉冲激励的平衡探测器共模抑制比测试系统，其特征在于，所述激光器为单频直流激光器。
9.如权利要求1-8任意一项所述的基于宽带脉冲激励的平衡探测器共模抑制比测试系统实现的测试方法，其特征在于，方法为：
10.根据权利要求9所述的基于宽带脉冲激励的平衡探测器共模抑制比测试方法，其特征在于，差模信号测量具体为接入一路信号至平衡探测器，测试并记录输出端口的频率响应；共模信号测量具体为将两路信号同时接入平衡探测器，测试并记录此时输出频率响应，二者的频响之差即为该频带下的共模抑制比。
