[发明专利]一种采用可调谐激光光源的光谱测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于无源光电子器件光谱特性测试的系统，尤其涉及一种TLS+PD光谱测试系统，属于光通信领域。

背景技术

无源光电子器件作为光纤通信系统中的重要组成部分，在光纤通信网络向大容量、高速率发展的趋势下，无源光电子器件便显得尤为重要。近年来，新材料、新工艺和新产品在不断涌现，无源光电子器件正迎来一个迅速发展的时期，随着需求量的增大，如何在批量生产过程中以一种低成本、高精度的方式快速测试无源光电子器件的光谱特性便显得尤为重要。

现有无源光电子器件的光谱特性的常见测试方式为采用光谱分析仪OSA(Optical Spectrum Analyzer)来进行扫描测试，即利用衍射光栅作为分光元件，利用衍射光栅的色散作用使入射光中不同频率分量的光在空间中分离开来，配合高灵敏度光电探测器PIN管对不同位置处的频谱分量进行探测扫描，最终得到无源光电子器件的光谱特性曲线。

这种采用光谱分析仪的测试方式由于受衍射光栅色散能力的限制，波长分辨率一般只能达到20～50pm，扫描测试速率较慢(测试时间一般2秒以上)，灵敏度不足，成本很高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有光谱分析仪在测试无源光电子器件时分辨率偏低，测试速率较慢，灵敏度不足、成本高昂等缺点，提供一种新的测试方案，能够以一种低成本的方式在一定波长范围内实现同时对多个无源光电子器件光谱特性的高灵敏度快速测试。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

采用高精度可调谐激光光源TLS(Tunable Laser Source)和高灵敏度光电探测器PIN管的方式进行扫描测试，系统主要包括TLS扫描光源、硬件部分、光路部分以及上位机处理程序四部分组成。TLS作为输入光源。TLS输出光进入同步光路后通过1×2功率耦合器分为两路，一路接带通滤波器和标准具作为同步通道，用于标识起始波长点，另一路经过1×N功率耦合器以及待测无源光电子器件进入各自对应的PIN管，作为光谱特性测试通道。采样电路利用ADC采样芯片对同步通道和各测试通道PIN管电压值进行同步采样。在可调谐激光光源TLS的一个完整扫描周期内，采样电路通过定时器以一定周期对同步通道及测试通道PIN管响应进行一次中断采样，采样数量覆盖TLS的一个完整扫描周期后对完成采样数据组包，再通过网口发送数据给服务器端程序(采用UDP协议)，服务器端程序再通过TCP/IP协议将对应通道的采样数据转发给连接的客户端程序，客户端程序每接收完TLS一个完整扫描周期的采样数据后则开始解析协议，将采样数据还原成对应通道待测无源光电子器件的光谱特性曲线。

所述TLS为同步通道和各测试通道提供光源信号，在一定波长范围内，其波长以一定波长间隔从起始波长开始扫描，到终止波长结束扫描，然后再次从起始波长开始扫描，形成一个循环扫描过程。所采用的TLS一般需要具备高隔离度、高速率以及高精度等特点。

所述光路部分包括有：1×2功率耦合器、1×N功率耦合器，带通滤波器、标准具。其中带通滤波器和标准具组成了本系统的同步装置，负责标识可调谐激光光源TLS一个完整扫描周期内某几个特征波长点。

所述硬件部分包括有：同步通道光电探测器PINZ、各测试通道光电探测器PIN1～N、采样芯片ADC，缓存BUFFER，ADC负责对各通道PIN管响应进行同步采样，缓存用于存贮各通道PIN管响应的单次采样数据。

所述上位机处理程序包括有服务器端程序和客户端程序，服务器端程序通过网口接收光谱测试仪发送的各通道采样数据，通过分析同步通道采样数据中的标识波长点完成与各测试通道采样数据的同步功能，同时将同步后的各通道采样数据转发给各连接客户端程序，客户端程序通过网口与服务器端程序建立连接，并将采样数据还原为真实的光谱特性曲线。