當(dāng)被測光信號由光纖通過光譜分析儀的光輸入接口連接到光譜以后,光纖出射的光信號照射到一個用于聚光的凹透鏡,將有一定發(fā)散角度的光轉(zhuǎn)變成平行光,這些平行光信號再照射到一個可以電控調(diào)節(jié)的光柵之上,通過光柵衍射/反射的光信號,再由另一面凹透鏡實現(xiàn)被測光信號的聚焦,聚焦后的光信號在光路的焦點處通過一個孔隙可調(diào)的微孔輸出到實現(xiàn)光信號檢測的PD管,由PD管將光信號轉(zhuǎn)換成電信號,由于此時電信號非常微弱,所以,首先對電信號進行低噪聲放大,然后進行數(shù)字信號處理等,同時使之與光柵的電調(diào)控制信號聯(lián)動(同步),這樣就可以得到輸入光信號隨著波長變化的光信號幅度曲線,即被測光信號的光譜曲線。
從以上光譜分析儀的簡單工作原理描述可以看出,一臺光譜分析儀的品質(zhì)優(yōu)劣,在很大的程度上取決于其核心部件--衍射光柵以及對其進行控制的精度和相關(guān)的數(shù)據(jù)處理算法。從目前市面上光譜儀通常給出的參數(shù)來看,選擇一臺合適的光譜分析儀,主要要關(guān)注一下幾個參數(shù):一是波長范圍;它決定了該光譜分析儀覆蓋的測試波長范圍。二是分辨率;它決定了該光譜分析儀對光信號分析時的最小波長間隔;三是動態(tài)范圍;它決定了該光譜分析儀同屏測試信號的顯示范圍;四是靈敏度,它決定了該光譜分析儀對小信號的檢測能力。
光譜分析儀設(shè)置參數(shù)對測試結(jié)果的影響
我們在使用光譜分析儀時,可能聽到一些使用者抱怨,同一個被測件,使用不同廠家的光譜分析儀,測試結(jié)果/曲線可能有明顯的差別,無法判定哪種測試結(jié)果是準(zhǔn)確的,哪種測試結(jié)果是有問題的,最后只能按照甲方的要求,采用某某廠家的光譜分析儀。其實,在被測件是穩(wěn)定的情況下,只要是選擇滿足測試指標(biāo)要求的光譜分析儀,在正常的操作步驟下,測試結(jié)果應(yīng)該都是準(zhǔn)確的,如果出現(xiàn)明顯的差異,無一例外都是由于兩種測試儀表設(shè)置的測試條件不同所導(dǎo)致的。
通常影響測試曲線顯示效果或測試結(jié)果的參數(shù)設(shè)置可以從以下參數(shù)設(shè)置去考慮:
1、儀表默認設(shè)置
大多數(shù)光譜分析儀的使用者習(xí)慣采用儀表的默認設(shè)置來對被測件進行測試,這本來是無可厚非的,但是,請務(wù)必注意各個廠家儀表的默認/初始化設(shè)置后的測試條件可能各不相同,如RES、SPAN、采樣點數(shù)、VBW/模式、波長顯示條件(真空/空氣)等,只有在這些基本的測試條件相同/一致的情況下,才能得到相同的測試曲線或結(jié)果。
2、橫軸設(shè)置 起始/截止波長或者中心波長/SPAN
橫軸的設(shè)置確定了儀表的波長掃描范圍,如果兩種儀表掃描的波長范圍不同,在屏幕上的顯示曲線位置或形狀自然會有差別。
3、縱軸/電平設(shè)置
縱軸的設(shè)置可以信號顯示幅度做縮放處理,比較兩種儀表的顯示時請保持參考電平和刻度(dB/格)相同,否則會讓觀察者有不同的直觀感受。
4、分辨率RES設(shè)置
光譜分析儀的RES設(shè)置,直接與儀表顯示的標(biāo)記讀數(shù)值相關(guān),所以,不同廠家的儀表測試同一被測件時RES設(shè)置必須相同。通常情況下,RES選擇越小,波長分辨率越高,掃描速度越慢。所以不一定說RES越小就越好,滿足被測件的測試要求就夠了。
5、VBW/模式設(shè)置
VBW/模式選擇與顯示曲線的噪聲和掃描時間相關(guān),一般來說,VBW越小,高頻噪聲濾除越徹底,曲線越光滑,但同時掃描時間越長,這個需要用戶根據(jù)自己的需要來折中選擇。
6、平均與平滑
平均和平滑有一個共同的特點就是可以改善顯示曲線的顯示光滑度,不同的是平均會改變標(biāo)記的讀數(shù)值,而平滑只會改變顯示曲線的平滑度,不影響標(biāo)記的讀數(shù)值。所以,在研究機構(gòu)做研究實驗時,通常為了得到比較美觀的測試曲線顯示,可能會對曲線做平滑處理。
綜上所述,在當(dāng)今數(shù)據(jù)大爆發(fā)的時代,光纖通信技術(shù)日益成為人們工作、生活的必須,在產(chǎn)生、傳輸和終端利用數(shù)據(jù)的速率越來越高的情形之下,必須對發(fā)射、傳輸和接收光信號利用光譜分析儀來進行光譜性能檢測和分析,以期滿足相關(guān)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),從而為實現(xiàn)全球數(shù)據(jù)的無障礙流動打下堅實的基礎(chǔ)。