聊聊是德科技的可调谐激光源

作者：顾磊

1970年，美国康宁突破性地将高锟光纤理论变为现实，成功制备出世界上第一根低损耗光纤，标志着光纤通信时代拉开帷幕。伴随着光纤通信的高速发展，可调谐激光器的波长、线宽，调节间隔得到了极大的提升，从而被广泛应用在光纤传感及光电测量领域。那么话硅光的第一篇，我们就来聊聊是德科技的可调谐激光源。

是德科技可调谐激光源采用外腔可调激光器结构，分为模块化（已停产）和独立式激光源两种类型。能为光无源器件波长相关测试提供高稳定性、高可靠性的可调谐窄带光源。主要用作相干光通信本振源或者与光功率计、偏振综合仪等设备用于无源光学元器件和材料的高速，高分辨率的波长相关参数测试。

N777XC系列

 

指标	N7776C	N7778C	N7779C
波长范围	#013: 1250~1370nm(19dBm) #113: 1240-1380nm #114: 1340-1495nm #116: 1490~1640nm #216: 1450~1650nm	#013: 1250~1370nm(19dBm) #113: 1240-1380nm #114: 1340-1495nm #116: 1490~1640nm #216: 1450~1650nm	#113: 1240-1380nm  #114: 1340-1495nm #116: 1490~1640nm #216: 1450~1650nm
最大扫描速度	200 nm/s 双向	200 nm/s 双向	无
最大峰值功率	>12 dBm	>12 dBm	>12 dBm
静态波长绝对精度	≤±1.5 pm typ.	≤±4 pm typ.	≤±10 pm typ.
扫波波长绝对精度	≤±1.5 pm typ.	≤±4 pm typ.	无
静态波长相对精度	≤±1.0 pm typ.	≤±3 pm typ.	≤±5 pm typ.
扫波波长相对精度	≤±1.0 pm typ.	≤±2.5 pm typ.	无
静态波长重复性	≤±0.2 pm typ.	≤±1 pm typ.	≤±3 pm typ.
扫波波长重复性	≤±0.3 pm typ.	≤±1 pm typ.	无
24小时波长稳定性	≤±0.5 pm typ.	≤±1.5 pm typ.	≤±5 pm typ.
24小时功率稳定性	≤±0.025 dB typ.	≤±0.03 dB typ.	≤±0.03 dB typ.
功率重复性	≤±0.002 dB typ.	≤±0.01 dB	≤±0.01 dB
功率线性度	≤±0.05 dB	≤±0.1 dB	≤±0.1 dB
信号比总SSE	≥75 dB	≥70 dB	≥70 dB
边模抑制比	≥70 dB typ.	≥70 dB typ.	≥70 dB typ.
相对强度噪声	<-150 dB/Hz	<-150 dB/Hz	<-145 dB/Hz
线宽	<10 kHz	<10 kHz	<10 kHz
最小波长分辨率	0.1 pm	0.1 pm	0.1 pm

 

下面我们就一起来看看可调谐激光源的主要用途：

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插入损耗测试(IL)

可调谐光源结合一个或多个光功率计后构成的扫波插损测试系统可用于光功率vs光波长的测试。该测试系统通常用于测试光学元器件输入光功率与输出光功率的比值，该比值就是插损通常用dB做单位。当可调谐激光器(TLS)在固定波长范围固定步进下做波长扫描的时候，光功率计(PM)会周期性的采样光功率点。光功率计与可调谐光源通过一个触发信号同步，因此光功率计记录下来的采样点的功率会跟可调谐光源的波长一一对应。多通道功率计允许几个通道同步采集光功率点，因此非常适合多通道光器件如分路器，Mux，波长开关等器件的测试。该测试系统的可调谐光源可以选型 N777xC系列的N7776C和N7778C，光功率计可以选型N774xC系列的多通道光功率计配合Keysight的免费N7700A IL Engine软件实现扫波测试。

2

结合光开关实现全波段插入损耗测试

三台可调谐光源波长覆盖范围可以从O band到L band配合一台N7731C的光开关和多通道光功率计可以实现覆盖整个O band到L band的光功率vs光波长测试。

3

偏振相关损耗(PDL)

光器件的插损往往与进入光的偏振态和偏振度相关，因此要想准确知道器件的插入损耗是需要确定光的偏振态的。偏振相关损耗测试包括确定光器件在每个波长点，在遍历偏振态后器件插入损耗的最大值和最小值。然而在每个波长点下遍历偏振态的插损测试是及其耗费时间的，Keysight利用4态或6态穆勒矩阵法测试每个波长点的偏振相关损耗极大的缩减了测试时间。这套系统相比与纯插损测试系统在TLS后加入了N7786C偏振分析仪来控制进入DUT的光的偏振态。新的N7786C偏振分析仪拥有极快速的偏振态切换能力并能够实时监控光的偏振态（SOP）和功率，因此整个Band的PDL测试只需要TLS一次的扫描即可完成。该系统配合软件N7700100C（Lambda Scan）不仅可以完成高速的PDL测试，还可以完成TE/TM谱形等偏振相关参数的测试项。

4

光电器件波长偏振相关测试

越来越多光学模组将光电二极管（PD）与无源光器件和电路集成到了一起。比如：

a) 集成相干接收机(ICR)

b) ROSA器件

c) 光通道监控器（OCM）

这些被测件都拥有光学的输入端口电学或者RF的输出端口。光在进入光电二极管前会先通过光无源器件如偏振片，分光器或者干涉仪，后光电二极管将光信号转变为光电流信号。因此光电二极管的响应度参数的单位是mA/mW，该值同样受到光波长和偏振的影响。该系统的测试类似于之前PDL的测试方案，唯一不同的是将光功率计替换为源表来周期性采样和记录电信号。该测试系统需要软件N7700100C（Lambda Scan）的支持。

通过对比扫波测试输入光功率与输出光电流，器件的响应度/响应曲线是各个偏振态下响应度的均值。同时器件在不同偏振态下的最大响应度和最小响应度曲线（TE/TM曲线）也会得到，这对于偏振相关器件（如ICR）的测试是及其有用的。对于平衡器件的共模抑制比参数同样可以在该系统下测出。

对于类似ICR器件的测试往往需要加载直流偏置到器件的引脚上，光电流再被转换成了RF信号输出。为了在合路器上有更高的灵活性，建议使用B2900A系列源表附件。

5

偏振模色散PMD,差分群时延DGD测试

Keysight通过N7788C突破了光学元器件测量的极限。对于器件PMD或者DGD测试，N7788C独有的专利测试方法测试结果与传统的标准琼斯矩阵分析法（JME）测得的结果完全匹配。相比于JME法测试，Keysight 的 N7788C 单次扫描不仅可以测试出器件 PMD,DCD 参数还可以得到器件更完整的光学参数如下:

• 差分群时延/ 偏振模色散 / 偏振相关损耗 / 2阶偏振模色散

• 功率 / 插损

• TE / TM 损耗

• 主偏振态 (PSPs)

• 琼斯和穆勒矩阵

为了测试出以上所有参数，硬件方面需要N7788C与可调谐扫波光源如N7776C或者N7778C一起使用，软件方面需要N7700103C测试软件的支持。

以上就是是德科技可调谐激光源及其应用介绍。需要特别指出：截至2023年12月，模块化激光源主机8164B及激光源模块（81950A/81600B,81602A/81606A,81607A,81608A,81609A）均已停产。将由新一代N777XC系列激光源更好的支持相关测试。

审核编辑：黄飞