作者：顧磊

在1970年，美國(guó)康寧公司實(shí)現(xiàn)了一項(xiàng)突破性進(jìn)展，它將高錕博士的光纖理論轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)，成功制造出世界上首根低損耗光纖，這一成就開啟了光纖通信的新紀(jì)元。隨著光纖通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，可調(diào)諧激光器在波長(zhǎng)精度、線寬以及調(diào)節(jié)間隔等方面的性能得到了顯著提升，進(jìn)而這些激光器在光纖傳感和光電測(cè)量等領(lǐng)域找到了廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。

是德科技的可調(diào)諧激光源基于外腔可調(diào)激光器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提供了模塊化（現(xiàn)已停產(chǎn)）和獨(dú)立式兩種配置。該系列產(chǎn)品專為光無源器件的波長(zhǎng)相關(guān)測(cè)試而打造，能夠提供高度穩(wěn)定且可靠的窄帶光源。這些特性使其成為評(píng)估無源光學(xué)元件和材料時(shí)不可或缺的工具。具體應(yīng)用方面，是德科技的可調(diào)諧激光源不僅可用作相干光通信中的本振源，還能夠與光功率計(jì)、偏振綜合儀等設(shè)備協(xié)同工作，進(jìn)行無源光學(xué)元器件的高速、高分辨率波長(zhǎng)相關(guān)參數(shù)測(cè)試。這種多功能性使得它在科研和工業(yè)領(lǐng)域中扮演著重要角色，尤其是在需要精密測(cè)量和分析的場(chǎng)合。

N777XC系列

下面我們就一起來看看可調(diào)諧激光源的主要用途：

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插入損耗測(cè)試(IL)

將可調(diào)諧光源與一個(gè)或多個(gè)光功率計(jì)結(jié)合，可以構(gòu)建出掃頻插入損耗（IL）測(cè)試系統(tǒng)，用于測(cè)量光功率相對(duì)于光波長(zhǎng)的變化。這種系統(tǒng)常用來評(píng)估光學(xué)元器件的輸入光功率與輸出光功率之比，即所謂的插入損耗，通常以分貝（dB）為單位表示。在操作時(shí)，當(dāng)可調(diào)諧激光器（TLS）在特定波長(zhǎng)范圍內(nèi)以固定的步進(jìn)進(jìn)行掃描時(shí)，光功率計(jì)（PM）會(huì)周期性地采樣光功率值。通過觸發(fā)信號(hào)，光功率計(jì)與可調(diào)諧光源實(shí)現(xiàn)同步，確保每個(gè)記錄下的光功率樣本都能精確對(duì)應(yīng)到相應(yīng)的波長(zhǎng)上。使用多通道光功率計(jì)時(shí)，可以同時(shí)在多個(gè)通道中采集光功率數(shù)據(jù)，這使得該系統(tǒng)非常適合用于如分路器、復(fù)用器（Mux）、波長(zhǎng)選擇開關(guān)等多通道光學(xué)器件的測(cè)試。

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結(jié)合光開關(guān)實(shí)現(xiàn)全波段插入損耗測(cè)試

光學(xué)器件的插入損耗（IL）通常與入射光的偏振態(tài)及其偏振度密切相關(guān)，因此，準(zhǔn)確測(cè)定器件的插入損耗需要考慮光的偏振態(tài)。偏振相關(guān)損耗（PDL）測(cè)試包括在每個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)測(cè)量光學(xué)器件在整個(gè)偏振態(tài)空間中遍歷時(shí)的最大和最小插入損耗值。然而，這種逐點(diǎn)遍歷所有偏振態(tài)的方法非常耗時(shí)。

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偏振相關(guān)損耗(PDL)

光學(xué)器件的插入損耗（IL）通常與入射光的偏振態(tài)及其偏振度密切相關(guān)，因此，準(zhǔn)確測(cè)定器件的插入損耗需要考慮光的偏振態(tài)。偏振相關(guān)損耗測(cè)試包括在每個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)測(cè)量光學(xué)器件在整個(gè)偏振態(tài)空間中遍歷時(shí)的最大和最小插入損耗值。然而，這種逐點(diǎn)遍歷所有偏振態(tài)的方法非常耗時(shí)。是德科技采用4態(tài)或6態(tài)穆勒矩陣方法來大幅減少每個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)上進(jìn)行PDL測(cè)試所需的時(shí)間。相比傳統(tǒng)的僅測(cè)量插入損耗的系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中加入了N7786C偏振分析儀，用于控制進(jìn)入待測(cè)器件（DUT）的光的偏振態(tài)。N7786C偏振分析儀具備極快速的偏振態(tài)切換能力，并能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控光的偏振態(tài)（SOP）及功率，使得整個(gè)波段的PDL測(cè)試只需一次可調(diào)諧激光源（TLS）的掃描即可完成。

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光電器件波長(zhǎng)偏振相關(guān)測(cè)試

越來越多光學(xué)模組將光電二極管（PD）與無源光器件和電路集成到了一起。比如：

a) 集成相干接收機(jī)(ICR)

b) ROSA器件

c) 光通道監(jiān)控器（OCM）

這些待測(cè)器件（DUT）配備了光學(xué)輸入端口和電學(xué)或射頻（RF）輸出端口。在光信號(hào)到達(dá)光電二極管前，會(huì)先通過一系列光無源器件，如偏振片、分光器或干涉儀等進(jìn)行處理。隨后，光電二極管將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為光電流信號(hào)。光電二極管的響應(yīng)度，即每毫瓦光功率產(chǎn)生的毫安光電流（mA/mW），是衡量其性能的重要參數(shù)之一，并且該值會(huì)隨光波長(zhǎng)和偏振態(tài)的變化而變化。

此測(cè)試系統(tǒng)的操作方式與之前的偏振相關(guān)損耗（PDL）測(cè)試方案類似，主要區(qū)別在于使用源表代替光功率計(jì)來周期性地采樣和記錄電信號(hào)。借助N7700100C軟件（Lambda Scan）的支持，系統(tǒng)可以通過對(duì)比掃頻測(cè)試中的輸入光功率與輸出光電流，計(jì)算出各偏振態(tài)下的平均響應(yīng)度/響應(yīng)曲線。此外，還可以獲得不同偏振態(tài)下的最大和最小響應(yīng)度曲線（即TE/TM模式曲線），這對(duì)于評(píng)估偏振相關(guān)器件（如集成相干接收機(jī)ICR）至關(guān)重要。同時(shí)，對(duì)于平衡型器件共模抑制比（CMRR）參數(shù)的測(cè)量也能在此系統(tǒng)中完成。當(dāng)測(cè)試類似于ICR這樣的器件時(shí)，通常需要向器件引腳施加直流偏置，以便將光電流轉(zhuǎn)化為RF信號(hào)輸出。

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偏振模色散PMD,差分群時(shí)延DGD測(cè)試

是德科技通過其N7788C設(shè)備突破了光學(xué)元器件測(cè)量的界限。在器件偏振模色散（PMD）或差分群時(shí)延（DGD）測(cè)試方面，N7788C采用了獨(dú)有的專利測(cè)試方法，其測(cè)試結(jié)果與傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)瓊斯矩陣分析法（JME）所得結(jié)果完全一致。相較于傳統(tǒng)的JME方法，是德科技的N7788C不僅能通過單次掃描準(zhǔn)確測(cè)定器件的PMD和DCD參數(shù)，還能提供更為全面的光學(xué)特性參數(shù)，可以得到器件更完整的光學(xué)參數(shù)如下:

? 差分群時(shí)延/ 偏振模色散 / 偏振相關(guān)損耗 / 2階偏振模色散

? 功率 / 插損

? TE / TM 損耗

? 主偏振態(tài) (PSPs)

? 瓊斯和穆勒矩陣

為了全面測(cè)試并獲取上述所有參數(shù)，硬件配置上需要結(jié)合使用是德科技的N7788C分析儀與可調(diào)諧掃波光源（如N7776C或N7778C型號(hào)）。在軟件方面，則需配備N7700103C測(cè)試軟件以支持這些復(fù)雜的測(cè)量任務(wù)。