聯(lián)訊儀器重榜推出快速波長(cháng)計 獲得國產(chǎn)波長(cháng)測試從0到1的突破

  隨著(zhù)對通信數據需求的不斷增長(cháng)，需要更大容量光通信傳輸系統，這推動(dòng)光組件和網(wǎng)絡(luò )設備制造商傳輸骨干網(wǎng)中使用基于波長(cháng)可調諧激光器的相干通信模塊。目前波長(cháng)可調激光器及相干模塊的使用范圍會(huì )進(jìn)一步下沉到城域網(wǎng)，甚至接入網(wǎng)絡(luò )。下圖所示是Lightcounting 2021年10月對可調激光器市場(chǎng)的預測。

圖 1 可調激光器市場(chǎng)需求

  可調諧激光器非常重要的測試就是精確波長(cháng)測量和校準，隨著(zhù)通信通道的不斷增加，從最開(kāi)始的40波到目前最高達到800波，因為每個(gè)波長(cháng)都需要采用波長(cháng)計對可調激光器進(jìn)行標定，因此快速精確波長(cháng)測試比以往任何時(shí)候都更為關(guān)鍵。

  長(cháng)期以來(lái)，波長(cháng)計一直被美國Keysight/Bristol、日本Yokogawa及歐洲HiFinesse等國外測試儀表公司壟斷，作為需求最大的全球光通信產(chǎn)業(yè)聚集地中國，卻數十年一直沒(méi)有自主可控的相關(guān)測試產(chǎn)品。聯(lián)訊儀器專(zhuān)注于國產(chǎn)高端光電測試儀器的自主研發(fā)和生產(chǎn)，通過(guò)5年時(shí)間，逐步成長(cháng)為中國光電測試領(lǐng)域的先鋒。2021年聯(lián)訊儀器推出了FWM8612快速波長(cháng)計，這是國產(chǎn)波長(cháng)計從0到1的突破;2022年再接再厲，實(shí)現了96Gbaud寬帶調制信號精確測試波長(cháng)的功能，成為全球第5/國內首家波長(cháng)計供應商。FWM8612 基于斐索干涉儀技術(shù)，結合了溫度穩態(tài)控制干涉儀，多級復合干涉腔及線(xiàn)性陣列CCD探測器。與傳統的基于邁克爾遜干涉儀的普通波長(cháng)計不同，FWM8612采用全固態(tài)結構，非機械運動(dòng)部件光學(xué)設計，使其能在確保非常高測量精度(0.5pm)的同時(shí)具有超高速的測量速率(高達1kHz的波長(cháng)刷新速率)，結合外部觸發(fā)及快速功率探測功能，使得FWM8612成為精確觀(guān)察波長(cháng)和功率同步瞬態(tài)變化的最佳選擇。

圖 2 聯(lián)訊儀器FWM8612快速波長(cháng)計

  FWM8612主要特點(diǎn)

  · 波長(cháng)精度高：±0.33ppm(典型值：±0.5pm)，優(yōu)于普通波長(cháng)計如Bristol(美國) 438B/Yokogawa(日本) AQ6150/Keysight(美國)86120B/C系列，和業(yè)界最高精度波長(cháng)計0.3pm精度相當，可以用于波長(cháng)校準和計量;

  · 0.1pm/12.5MHz 波長(cháng)分辨率;?全固態(tài)結構，非機械運動(dòng)部件光學(xué)設計，測試速度快：1kHz 刷新速率，適合瞬態(tài)波長(cháng)和功率測試，大大降低 iTLA， DBR 以及相干通信模塊測試時(shí)間;?支持寬帶模式，可以測試 96Gbaud 調制光信號精確波長(cháng)測量;?支持漂移測試和最大最小值顯示;?支持外部或者內部觸發(fā)，使用FPGA驅動(dòng)波長(cháng)/功率同步采集，可以配合 SMU 精密源表進(jìn)行同步測試，確保采集信號準確無(wú)誤;?使用SCPI標準指令兼容Keysight/Yokogawa等廠(chǎng)家相應的指令集;

  · 適應于各種CoC/TOSA/Module等光器件的波長(cháng)功率測試。

  應用場(chǎng)景1 單次采樣模式

  聯(lián)訊儀器FWM8612波長(cháng)計在普通的單次采樣模式，采樣速率可以高達200Hz，是普通基于邁克爾遜干涉儀的多波長(cháng)的20-100倍, 功率精度<0.5dB, 重復性<0.02dB。

圖 3 FWM8612單次采樣模式測試結果

  應用場(chǎng)景2 ·內觸發(fā)采樣模式

  聯(lián)訊儀器FWM8612內置觸發(fā)信號發(fā)生器，其快速測量功能，如下圖所示在內觸發(fā)1000Hz測量普通機械光開(kāi)關(guān)的切換周期及穩定性，波長(cháng)功率同步采集，可以觀(guān)察到內觸發(fā)采樣速率高達1000Hz，是監測激光器的波長(cháng)和功率時(shí)域穩定性的絕佳利器, 可以觀(guān)察到可調激光器瞬態(tài)波長(cháng)和功率信息變化。

圖 4 FWM8612內觸發(fā)工作模式

  測量光開(kāi)關(guān)等光學(xué)儀器的通道切換時(shí)間/切換穩定性及一致性等,譜圖非常直觀(guān)且數據非常準確，動(dòng)態(tài)范圍高達80dB。

圖 5 FWM8612內部觸發(fā)采樣模式

  應用場(chǎng)景3 ·外觸發(fā)采樣模

  聯(lián)訊儀器FWM8612 快速波長(cháng)計支持5V TTL觸發(fā)電平，采樣速率高達1000Hz外部觸發(fā)，可以同步測量可調激光器的掃描譜圖，可調激光器的Mode Map掃描和通道校準，脈沖激光器的波長(cháng)功率同監測。

圖 6 FWM8612 外觸發(fā)采樣模

  可調激光器的modemap掃描和通道校準：使用SMU與FWM8612同步掃描可調激光器，同步測量速率高達1000Hz，實(shí)現modemap的精確掃描和通道校準同步進(jìn)行，大大縮短了可調激光器的校準周期。

圖 7 FWM8612 測試可調激光器Mode Map

  應用場(chǎng)景4 ·寬帶工作模式

  通?？烧{激光器測試是在不加調制情況下進(jìn)行波長(cháng)校準和測試的，無(wú)論是基于邁克爾遜干涉儀的多波長(cháng)計，還是聯(lián)訊儀器基于斐索干涉儀的快速波長(cháng)計，都更適合窄線(xiàn)寬激光器的精確波長(cháng)測量。但是在某些特定場(chǎng)合(被測設備)，需要在調制信號情況下進(jìn)行波長(cháng)測試。我們知道高速調制會(huì )使得原本的窄線(xiàn)寬激光器(線(xiàn)寬通常在kHz~MHz)光譜展寬(96Gbaud調制信號，光譜展寬到96GHz)，如下圖所示，這使得精確測試波長(cháng)成為了新的挑戰。

圖 8 未加調制的激光器信號光譜(左) 加調制后激光器光譜展寬(右)

作為行業(yè)標準的美國Keysight 86122C以及日本Yokogawa AQ6151B多波長(cháng)計，其波長(cháng)精度指標都只能保證2.5GHz調制帶寬以下，對于高于此調制帶寬的信號，其波長(cháng)精度無(wú)法保證。但是為了滿(mǎn)足寬帶調制信號的波長(cháng)精確測量，FWM8612在原有的基礎上進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化，最終實(shí)現了400G QAM16 (96Gbaud)信號的波長(cháng)精確測量，如下圖所示，聯(lián)訊儀器FWM8612在寬帶調制信號的長(cháng)期測試中，相比于美國Keysight86122C達到了更好的穩定性(藍色是FWM8612的測試結果， 橙色是Keysight 86122C的長(cháng)期穩定性測試結果，峰值高于FWM8612)。

  應用場(chǎng)景5 ·內置穩頻校準光源

  為了確保波長(cháng)計波長(cháng)精度，需要有比波長(cháng)計更準確的穩定光源作為校準源，我們基于乙炔氣體吸收峰及反饋電路實(shí)現了高精準的參考校準光源，其長(cháng)期穩定性達到±0.2pm。

圖 9 波長(cháng)計校準光源

  聯(lián)訊儀器FWM8612支持手動(dòng)/自動(dòng)校準模式，自動(dòng)校準周期。

  關(guān)于聯(lián)訊

  蘇州聯(lián)訊儀器有限公司創(chuàng )建于2017年，自創(chuàng )立以來(lái)，聚焦光通信及半導體測試測量領(lǐng)域，專(zhuān)注于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和技術(shù)創(chuàng )新?，F已擁有成熟產(chǎn)品線(xiàn)——高速光通信測試產(chǎn)品線(xiàn)、激光器芯片測試產(chǎn)品線(xiàn)、高精度精密源表以及半導體參數測試產(chǎn)品線(xiàn)。擁有獨立自主知識產(chǎn)權的高速采樣示波器、高速誤碼分析儀、網(wǎng)絡(luò )流量測試儀、快速波長(cháng)計、高精度數字源表、激光器芯片老化機、激光器芯片測試機、硅光晶圓測試、半導體芯片測試機等多款產(chǎn)品已得到市場(chǎng)廣泛認可。實(shí)現了芯片、器件、模塊、設備整體測試產(chǎn)業(yè)鏈全覆蓋。