Спектральные измерения
С развитием оптических и телекоммуникационных технологий, особое внимание уделяется контролю параметров пассивных и активных оптических приборов и устройств. Одним из важнейших видов измерений в современных линиях связи является – анализ оптического спектра. Оптический спектр – распределение мощности оптического излучения в зависимости от длины волны. Значимость данного вида измерений обусловлена: необходимостью контроля спектра источников лазерного излучения и параметров оптических фильтров, оценкой влияния усилителей и пассивных волокно-оптических компонентов на спектральную составляющую сигнала. Для проведения спектральных измерений используются оптические анализаторы спектра, и только качественный и высокоточный прибор позволит с минимальной погрешностью охарактеризовать исследуемое устройство.
В зависимости от целей испытаний, выделяют следующие типы анализаторов оптического спектра:
- Анализаторы оптического спектра на дифракционных решетках
Данный тип устройства получил широкое применение, благодаря своей универсальности. В качестве преимуществ можно выделить: высокую точность измерения длины, хорошее спектральное разрешение, высокий динамический диапазон в широкой рабочей полосе длин волн.
- Анализаторы спектра на интерферометре Майкельсона
Такие анализаторы, как и предыдущий тип, являются широкополосными, но из-за особенностей конструкции, имеют преимущество в точности измерения длинны волны, обладая низким динамическим диапазоном. Данные устройства применяются, в основном, для измерения центральной длины волны лазерных источников.
- Анализаторы спектра на основе когерентного детектирования
Преимуществом такого устройства, является феноменальное спектральной разрешение до 0.04 пм в сочетании с высоким динамическим диапазоном, но в отличии от выше указанных типов, такие анализаторы являются узкополосными. Данные анализаторы широко применяются в ведущих исследовательских лабораториях, например, для анализа частотных гребенок и выходного спектра фазовых электро-оптических модуляторов.
Оптические анализаторы спектра
Анализаторы оптического спектра – это необходимое измерительное оборудование для научно-исследовательских и производственных целей. В зависимости от измерительной задачи, отдается предпочтение тому или иному типу анализаторов. Для тестирования полосы пропускания пассивных оптических компонентов, безусловно, подойдут приборы построенные на дифракционных решетках. Для оценки спектра излучения лазерного источника с высокоточным измерением центральной длины волны, предпочтительнее будут анализаторы основанные на интерференционном методе измерений. Если требуется точное измерение DWDM/CWDM каналов, частотных гребенок или сложных радиофотонных устройств, таких как электрооптические модуляторы, то, в первую очередь, необходимо обратить внимание на анализаторы оптического спектра на основе когерентного детектирования.
Ключевые критерии выбора анализатора оптического спектра:
- Спектральный диапазон
- Спектральное разрешение
- Точность измерения длины волны
- Точность измерения мощности
- Динамический диапазон
Подходящие решения
|
Оптический анализатор спектра matrIQ-OSA Quantifi Photonics | Спектральный диапазон 1265 – 1625 нм | Спектральное разрешение 0,17 – 0,24 нм | Точность измерения длины волны до ± 70 пм | Динамический диапазон 60 дБ |
|
Оптический анализатор спектра OSA20 EXFO | Спектральный диапазон 1250-1700 нм / 239,834-176,349 ТГц | Спектральное разрешение 2 пм / 0,25 ГГц @ 1550 нм | Коэффициент подавления рассеянного света ≥ 73 дБ | Динамический диапазон 30 - 60 дБ |
|
Оптический анализатор спектра MS9740B Anritsu |
Спектральный диапазон 600 – 1750 нм | Спектральное разрешение до 30 пм | Точность измерения длины волны до ± 20 пм | Динамический диапазон до 70 дБ |
|
Портативный анализатор оптического спектра WaveAnalyzer 200A Finisar |
Диапазон частот 191,1 - 196,2 ТГц (1527,8 - 1568,8 нм) |
Спектральное разрешение 312,5 МГц |
Разрешение полосы пропускания (FWHM) 1,75 ГГц (15 пм) |
Уровень шума -58,5 дБм/1,75 ГГц |
|
Комплексный оптический анализатор спектра серии AP268X Apex |
Спектральный диапазон 1520 - 1630 нм |
Разрешение по длине волны (@ 3 дБ) 5 МГц – 400 ГГц/0,04 пм – 3,2 нм | Точность ± 0,3 дБ | Динамический диапазон до 83 дБ |
Лазерные источники
Выбор лабораторного источника излучения является важным этапом подготовки проведения спектральных измерений. В зависимости от имеющейся задачи, могут использоваться широкополосные или перестраиваемые лазерные источники. Перестраиваемые лазерные источники помогут обеспечить высокою точность измерений, благодаря поддержанию постоянного уровня выходной мощности во всем диапазоне длин волн. Широкополосные источники – более бюджетное решение, которое требует спектральной харрактеризации самого источника, но в то же время, позволяют сразу оценить спектральное влияние исследуемого компонента.
Ключевые критерии выбора лабораторных источников излучения:
- Диапазон длин волн
- Ширина спектральной линии
- Мощность излучения
- Стабильность удержания мощности
- Стабильность удержания длины волны
- Шаг и точность установки длины волны
Подходящие решения
Перестраиваемый лазерный источник Quantifi Photonics | Выходная мощность: до 16.5 дБм |
Диапазон длин волн: 1527,6-1611,8 |
Ширина спектральной линии: до 100 кГц |
|
|
Свипирующий лазерный источник Quantifi Photonics |
Выходная мощность: 3 дБм |
Диапазон длин волн: 1260-1580 нм |
Ширина спектральной линии: до 200 МГц |
|
Перестраиваемый лазерный источник Apex Technologies | Выходная мощность 10 дБм | Диапазон длин волн: 1526-1608 нм |
Ширина спектральной линии: до 500 кГц |
|
Свипирующий лазерный источник EXFO |
Выходная мощность 10 дБм |
Диапазон длин волн: 1240-1680 нм |
Ширина спектральной линии: до 400 кГц |
|
Перестраиваемый лазерный источник Keysight |
Выходная мощность до 15 дБм
|
Диапазон длин волн: 1528-1611 нм |
Ширина спектральной линии: до 100 кГц |
|
Широкополосный источник OZ Optics | Выходная мощность до 27 дБм | Диапазон длин волн: 1527-1610 нм |
Стабильность мощности: 0.02 дБ@ 1 час |
|
Широкополосный источник Ocean Insight | Выходная мощность до 9 дБм | Диапазон длин волн: 360-2400 нм |
Стабильность мощности: 0.3%@ 1 час |