[发明专利]用于测量集成相干光学接收机的测试和测量设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年11月21日提交的题为TESTANDMEASUREMENTDEVICE的美国临时申请62/083,148的权益，该临时申请的内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开总地涉及测试和测量设备，并且更具体地，涉及用于使用光波分量分析仪测试集成相干光学接收机(ICR)的频率响应的测试和测量设备。

背景技术

光学通信系统在光纤和/或自由空间中(例如，建筑物到建筑物，地面到卫星，卫星到卫星，等等)使用电磁光信号传输数据。电磁载波被调制以便承载数据。光纤中的光学通信典型地涉及：生成光信号，在光纤上中继信号(包括用于减少/减轻光信号的衰减、对光信号的干扰和/或光信号的失真的措施)，处理接收到的光学信号，并将信号转换成有用的电信号。发射机可以是半导体器件，例如产生相干光进行传输的激光二极管。已开发了多种接收机用于处理所传输的光波光学信号，以提供(多个)经处理的光学信号输入至一个或多个光电检测器，所述光电检测器将光转换成电。

相干接收机，诸如集成相干光学接收机(ICR)，将经调制的光学信号转换成对应于“同相”(I)的四个电信号和两个光学偏振状态(垂直和水平)的“正交”(Q)光学信号分量。不管调制类型，这些分量可被处理以恢复光学传输的数据。这四个输出电信号一起承载了由光学信号传送的全部或几乎全部的信息。ICR的电输出为两个偏振提供了I与Q混合器信号。

测试ICR展现出特殊的挑战，因为输出级是具有差分输出的差分放大器常跟在之后的平衡检测器对。有四个差分输出(各自针对X和Y偏振的I和Q)的事实加剧了难度。简单的相干接收机由本地振荡器激光器、光学耦合器和一个或多个光电检测器组成，所述光电检测器可以在“平衡”配置中，所述“平衡”配置消去光电流并消除直流项和相关过量强度噪声。

ICR的平衡检测和差分放大确保仅进入至ICR的信号端口或仅进入至ICR的本地振荡器(LO)端口的任何信号将被拒绝，除非有可能阻止光电二极管中的一个打破所述平衡检测。虽然ICR的早期版本允许物理访问以中断光信号并从而打破平衡检测，但这在代之以典型地内在密封的现代集成部件上是不可能的。因此，获得自ICR离开的任何有意义的信号需要信号和本地振荡器输入二者。问题是光学LO输入必须与测试信号相位相干。本地振荡器信号的精确的光学相位将影响输出二极管之一或二者是否被测试信号照明。

由于获得自ICR离开的任何有意义的信号需要信号和本地振荡器输入二者，因此所述信号与本地振荡器之间的频率和相位关系二者是重要的。虽然常规是简单连接两个单频激光器，一个至所述信号并且一个至LO端口以在激光器之间的频率差处获得拍频(beat-frequency)输出，但是这种方法只对于确定频率响应的幅度是良好的。相干接收机的相位响应也是重要的。除了在I与Q输出之间维持90度的相对相位，接收机还必须在调制频率上具有低的群延迟(group-delay)和倾斜变化以及良好的CMRR对频率。

测量相位响应对频率需要稳定的相位参考，除非同时向低频和高频分量二者提供已知的相位关系。例如，脉冲激光器同时具有低频和高频谐波二者。然而，脉冲激光器仍然需要某种LO输入，这产生了与频域方法非常相似的困难。

本发明的实施例解决了现有技术的这些限制和其他限制。

发明内容

本发明的实施例包括用于相对于被测设备(DUT)的信号输入的相位角调节本地振荡器的相位角的相位调节器。一些实施例包括用于光波分量分析仪和光学相位调节器或调制器的激光源，光学相位调节器或调制器可以是通过相位调节驱动器驱动的环路拉伸器。光波分量分析仪驱动到DUT的第一测试输入。DUT的输出驱动适于耦合到至DUT的振荡器输入的光纤电缆的可控环路的输出。还包括监控选择器，其接受DUT的至少两个输出并被构造为将DUT的选择的被监控的通道传输到相位调节驱动器。相位调节驱动器构造为利用基于由监控选择器选择的DUT的输出的控制信号驱动光纤电缆的可控环路。

在一些实施例中，从激光源通过光波分量分析仪到至DUT的第一测试输入的信号路径具有在从激光源通过光纤电缆的可控环路到至DUT的振荡器输入的信号路径的长度的一米内的长度。

在一些实施例中，相位调节器可调节本地振荡器的相位角至接近于零，而在其他实施例中，不同的相位调节是可能的。