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光頻譜儀在光纖布拉格光柵及光纖傳感器測試上的解決方案

更新更新時(shí)間:2020-04-10 點(diǎn)擊次數(shù):2284

光頻譜儀在FBG光纖布拉格光柵及光纖傳感器測試上的應(yīng)用

光纖布拉格光柵(Fibre Bragg Grating, FBG)因其*的、可靈活編程的濾波性能,與光纖傳輸系統(tǒng)的天然兼容性,以及對環(huán)境參數(shù)的高度敏感,在光通訊、光纖激光器、窄線寬/單頻激光器、光纖傳感等領(lǐng)域被廣泛使用。隨著光通訊、光纖傳感的快速發(fā)展,要求FBG對的光頻譜、偏振等特性以及外界環(huán)境有更精細(xì)的、可控的響應(yīng)和敏感度,對FBG本身特性的全面、精確、細(xì)致測量尤為重要。
在FBG測試領(lǐng)域,先鋒科技提供多種激光頻譜儀用于各種精度的反射/ 透射光譜測量,可用于刻寫過程以及FBG元件、光纖傳感器檢測;同時(shí),先鋒科技提供多種連續(xù)、脈沖的深紫外激光器,適合FBG的全息刻寫與掩膜刻寫,并提供超快直寫平臺(tái)。

一、FBG 及 FBG傳感器測試方案
1、BOSA系列高分辨率光頻譜儀及器件測試儀

BOSA為采用受激布里淵散射(Stimulated Brillouin Scattering, SBS)原理的光頻譜儀,提供光通訊波段(C、L、O)10MHz高分辨率頻譜測量。配合內(nèi)置或外置的窄線寬可調(diào)諧光源,即可構(gòu)成高分辨率的器件測試儀,特別適合高精度FBG測試。
與常規(guī)采用外差方式的高精度OSA不同,BOSA的SBS測量方式不會(huì)產(chǎn)生人為的邊模偽訊,其無偽訊信噪比可達(dá)80dB,不掩蓋FBG的邊模性。同時(shí),SBS具備陡峭的濾波曲線,無需任何反卷積運(yùn)算即可實(shí)現(xiàn)高分辨率和高近進(jìn)動(dòng)態(tài)范圍,得到FBG真實(shí)的光譜響應(yīng)。
FBG的偏振響應(yīng)在高精度傳感、高速光通訊中非常重要。BOSA可方便的進(jìn)行偏振測試,對FBG或光纖傳感器的偏振依賴反射和透射譜進(jìn)行精密測量。

產(chǎn)品特點(diǎn):
· 全光學(xué)設(shè)計(jì);無運(yùn)動(dòng)部件,無射頻干擾;
· 10MHz (0.08pm @ 1550nm) 物理分辨率;
· 0.5pm波長精度;
· 80dB免偽訊信噪比,真實(shí)反應(yīng)FBG本身的邊帶反射率;
· 20nm/s 測量速度;
· -70dBm靈敏度,可測試長距離光纖傳感器;
· 可擴(kuò)展偏振測試功能;
· 位相測試功能擴(kuò)展,可測試調(diào)制/相干信號(hào)。
主要參數(shù)指標(biāo)

型號(hào)BOSA 400BOSA 100BOSA Lite +BOSA Lite
TLS 光源內(nèi)置外置內(nèi)置外置
可測波段C、L、OC、L
分辨率10MHz (0.08pm @ 1550nm)20MHz (0.16pm @ 1550nm)
波長準(zhǔn)確度±0.5pm (C+L), ±1.0pm (O)±1.0pm (C+L)
無雜訊動(dòng)態(tài)范圍>80dB
靈敏度-70dBm
掃描速度20nm/s2.5nm/s
TLS輸出>1mW功率
<1MHz線寬
N/A>1mW功率
<5MHz線寬
N/A

依據(jù)用戶不同的需求以及已有的設(shè)備,可提供基于BOSA的靈活測試方案;


圖1 內(nèi)置TLS與用戶自備TLS測試架構(gòu)示意圖

測試結(jié)果示例


圖2:FBG 的插入損耗IL(黃色)、返回?fù)p耗RL(綠色)測試,橫軸:0.1nm/div

 


圖3:窄帶寬FBG的插入損耗(IL)測試。橫軸:50pm/div (左),3pm/div (右)。
 

2、BRISTOL 光頻譜儀(OSA)
作為光通訊領(lǐng)域波長計(jì)、多波長計(jì)、光頻譜儀的生產(chǎn)廠商,BRISTOL基于干涉儀的頻譜儀系列可用于普通線寬的FBG測試。
BRISTOL 771型頻譜儀為通用型高精度頻譜儀,提供4GHz頻譜分辨率;750型為光通訊頻譜儀,提供25GHz頻譜分辨率和0.07s的測量速度。配合寬帶光源,即可實(shí)現(xiàn)FBG的IL、RL頻譜測試。


圖4 Bristol 771(左)、750(右)光頻譜儀

主要技術(shù)指標(biāo):

型號(hào)771A-NIR771B-NIR750
波長范圍520nm - 1700nm1260nm - 1680nm
頻譜分辨率4GHz (0.3pm25GHz (0.2nm @ 1550nm)
波長準(zhǔn)確度±0.2ppm
(波長計(jì)模式)
±0.75ppm
(波長計(jì)模式)
±6.5ppm
(±10pm@1550nm)
測量速度<2s<0.07s


圖5 利用OSA測試FBG示意圖

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