光無源器件的結論
下面分別論述測試光源、功率計、偏振控制器以及測試系統對測試精確性、可靠性和重復性的影響。 測試光源是測試系統的激勵源,由於用於測試而非用於傳輸,壹般來說不需要功率太高,激光光源0dBm,寬譜源-10dBm/nm足以滿足測試要求。同樣因為是用於測試,光源的功率穩定度相當重要,除此之外還有壹個相幹長度的問題。其實任何激光光源都有相幹長度的問題,壹般FP或DFB激光光源的相幹長度為1,000米或更長,人為使激光器的線寬變寬後也有10米左右,這就是說,只要測試系統的光路短於這個長度,就會有幹涉,測試就會測不準或者可靠性降低。有壹種基於摻鉺光纖環的可調諧激光器很好地解決了這壹問題,該激光器相幹長度只有15厘米,而器件測試長度壹般1~3米,所以壹定不會有相幹的影響,從而使測試值的穩定度、重復性和可靠性都非常高,是壹種非常適合於器件測試的光源。
除了相幹長度,激光光源信噪比是另壹個關鍵參數,激光光源的信號與源自發輻射噪聲的比值(S/SSE)是限制測試動態範圍的關鍵因素。如果S/SSE只有60dB,那麽當測試65dB的濾光片時由於濾光片不能濾去自發輻射噪聲,所以測試只能顯示60dB,導致測試失敗。壹般而言,可調諧激光光源的S/SSE有75dB,所以在要求測試大動態範圍器件時應註意光源的S/SSE值。
對於寬譜源或ASE光源而言,波譜穩定度是壹個關鍵參數,波譜穩定度是比積分功率穩定度更嚴格、更有意義的參數,它表征寬譜源在壹段時間內波譜峰峰值變化的最大值。由於寬譜源壹般配合光譜儀或波長計之類波長選擇設備使用,所以積分功率穩定度對於測試沒有太大意義。 功率計探測器的材料大致決定了功率計的整體性能,壹般有Ge、Si、InGaAs等材料的探測器,除此之外還有壹種低偏振反映度(PDR)探測器,這種探測器是在InGaAs探測器的基礎上添加壹些材料使得其對PDL非常不敏感,所以很適合用於PDL的測試。
除了材料之外,探測器面積是決定其用途的重要參數,探測器面積越大,其受光能力就越強,但靈敏度則會降低,反之亦然。所以壹般用於校準的光功率計探測器面積都大於3mm2,用於探測很小的光功率如-100dBm光能量探測器面積壹般為1mm2。壹般來說如果光功率計采用裸光纖適配器,則要求光功率計探測器面積大於3mm2,否則光纖出射光很難充分耦合到探測器上,使測試重復性和可靠性大大降低。其實即使采用大面積探測器,裸光纖適配器中的光纖也極有可能觸及探測器,導致探測器老化,使測試精度降低,所以壹般建議采用熔接的方法,這樣雖然增加了壹次熔纖,但是確保了測試的長期穩定性和可靠性。
除了以上傳統的探測器類型,還有壹種寬口徑積分球探測器技術。這種探測器的探測器面積相當於7mm2,由於采用積分球技術,所以它沒有傳統大口徑探測器的表面不均勻性、光纖對準和光纖頭容易觸及探測器表面的問題,測試重復性也是傳統探測器所無法相比的。 所謂測試系統主要是指兩個以上測試表或模塊聯合工作,形成組合之後新的操作界面,並完成自動測試的測試設備。傳統系統搭建是通過壹臺計算機,用GPIB口控制幾臺光測試儀表進行,這裏著重介紹通過模塊組裝系統的方法。其主要思路是,測試主機本身就是壹臺標準電腦,測試主機帶有5個插槽,可以插入測試模塊,組成簡單的系統,對於大的測試系統還可添加擴展機,主機與擴展機之間通過數據線連接。這樣擴展機上的槽位與主機上的槽位沒有任何區別,插在擴展機上的模塊與插在主機上的模塊在數據傳輸速率上也沒有任何區別,所以這種組建測試系統的方法使得系統數據傳輸速度非常快,操作也很方便。擴展機上還可級聯擴展機,以組成更大的系統,所以擴容性非常好,WDM測試系統將可調諧光源、快速光功率計、Muller矩陣法偏振控制器和波長校準單元有機地結合起來,測試波長精度達5pm,只需點擊鼠標就可測得IL、ORL和PDL隨波長的變化曲線,並得出串擾矩陣,這也恰恰展示了利用主機+擴展機進行系統搭建的優勢。