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激光波长计在光通讯领域的应用

2020-02-28 17:11:28 来源：先锋科技

高速率、高时效的通讯手段是信息社会的重要基础设施之一。蓬勃发展的5G通讯、无人驾驶、物联网、虚拟现实、云计算等应用场景对光通讯带宽提出越来越高的要求。40G/100G光传输已实现商用，400G及更高带宽的超高速光传输网络即将大规模商用。

在成熟的DWDM、EDFA等技术基础上，超高速光通讯要求对光频谱带宽以及载波信息进行更充分的利用，才能基于现有光纤网络、设备、技术所提供的传输通道成倍的扩充数据流量。相应的新技术包括各种新型相干调制技术,偏振复用、光正交频分复用等频谱更高密度复用技术，以及相干检测、超高速AD/DA技术等。这些技术对光通讯光源的线宽及线宽稳定性及振幅和位相噪声、调制器的性能、各种无源器件对光信号的复响应、以及光纤传输过程中的色散、啁啾、偏振控制等都提出了非常精细的要求，对这些量的精密测量也成为超高速光通讯器件、设备、网络不可或缺的手段。

多年以来，先锋科技持续为光通讯领域的领导厂商提供先进的激光测试设备，从光功率、激光模式、光器件的几何对准，到DWDM密集波长测试、超高精度复光频谱分析，提供丰富测试测量产品，助力行业伙伴高速发展。

美国BRISTOL公司是一家*生产基于干涉仪的激光波长计、光频谱仪的厂家，其团队、技术和产品可朔至WDM、DWDM发端之时。从经典的Burleigh WA系列波长计开始，一直伴随光通讯行业的不断发展；同时通过持续的研发改进，为工程师和生产线提供强有力的工具。

1. 波长计和多波长计

图1 828A 高速波长计

在WDM、DWDM应用中，在光源、光模块、光收发器等产品领域，对波长进行高精度的测量和标定是必须的手段。Bristol公司提供多方面、高性能、高性价比的产品，实时测量速率*高可到达1kHz,测量精度可达±0.2ppm，*高可以同时测量1000个信道，适用连续和调制激光。而且Bristol的全系列产品均内置激光器实时校准，无需外置校准源、无需定期校准，提高测试和生产的效率。

在光通讯专用波长计领域，BRISTOL提供228系列波长计、828系列高速波长计用于单信道、TLS等光源、信号及器件测试，428、438系列多波长计用于多信道光源、信号及器件测试：

产品型号^*	228A	428A	438A	828A
产品类别	波长计	多波长计	多波长计	波长计
可测试激光	连续激光	连续或调制激光	连续或调制激光	连续或调制激光
波长范围	700nm-1650nm (182-429THz)	1270nm-1650nm (182-236THz)	1270nm-1680nm(182-236THz) 或1000-1680nm(179-236THz)	1250nm-1650nm (182-240THz)
绝对测量精度	±0.2ppm	±0.2ppm	±0.2ppm	±0.2ppm
绝对测量精度	(±0.3pm@1550nm)	(±0.3pm@1550nm)	(±0.3pm@1550nm)	(±0.3pm@1550nm)
可重复性	±0.1ppm	±0.03ppm	±0.03ppm	±0.02ppm
可重复性	(±0.15pm@1550nm)	(±0.05pm@1550nm)	(±0.05pm@1550nm)	(±0.03pm@1550nm)
测量速率	10Hz	4Hz	10Hz	1kHz
*大信道数	1	1000	1000	1
预热时间	＜15min	＜15min	＜15min	＜15min

*228B、428B、438B、828B等高性价比型号未列出

典型应用：

WDM 用可调谐激光测量；
WDM多信道信号测试，OSNR测试
WDM 光收发器测试
ECLD调谐性能、波长稳定性测试

图2 828A测试示例：ECDL调谐过程监控（左）；ECDL稳态运行测试（右）

2. 光频谱仪（OSA）

在光通讯波段，BRISTOL提供基于干涉技术的771系列、750系列光频谱仪，针对不同的应用需求。771系列为通用型高分辨率OSA，其中771A/B-NIR覆盖光通讯波段，频谱分辨率可达2GHz，波长准确度可达1pm；750系列为专为光通讯设计的快速OSA，仅需0.3秒即可提供O、E、S、C及L波段的高效频谱分析，同时在0.07秒内即可自动测量边模抑制比(SMSR),远超传统光栅OSA的水平；同时针对光通讯的需求，提供功率测量等功能。

图3 771型光频谱仪

产品型号		771A-NIR	771B-NIR	750
产品类别		OSA	OSA	OSA
可测试激光		连续, >10MHz 脉冲，或>50kHz >50ns脉冲激光		连续或调制激光
波长范围		520-1700nm	520-1700nm	1260-1680nm
测量精度		±0.2ppm	±0.75ppm	±6.5ppm (±10pm @ 1550nm)
可重复性		N/A		±1ppm（±0.2pm @ 1550nm）
光谱分辨率		4GHz		25GHz (0.2nm @ 1550nm) (0.14nm @ 1300nm)
光学抑制比/ 动态范围		>40dB		>40dB (0.7nm from peak)
灵敏度		0.08μW		-55dBm
*大输入功率				+10dBm
测量速率		2s		0.07s 扫描时间 0.07s SMSR获取
校准	内置校准源实时校准
功率测量			校准精度	±0.5dB
			平坦度	±0.2dB
			线性度	±0.3dB
			偏振依赖	±0.4dB