干涉仪技术在实现精确光学波长测量中的应用

高度精确的波长测量需要在测量仪器中需要校准和长期稳定性。为了精确，连续波长测量，需要连续参考，如图所示，在不同光学测量解决方案中使用的参考类型之间存在相当大的差异。

有不同的测量原理用于执行波长测量。光谱仪，基于光栅的光谱分析仪和échelle光谱仪全部提供良好的波长测量结果，精度降至10 ppm。

这种精度水平是基于测量前或测量后进行的单独校准过程。这意味着测量需要高稳定性的环境条件，必须在校准和测量过程中保持这种环境条件，以达到规定的精度。

在大多数情况下，仪器制造商在与实际测试环境完全不同的环境条件下进行校准。这可能会导致意想不到的精度，特别是由于温度效应。

使用SRM2517等吸收电池进行校准的用户需要考虑这些温差引起的偏差。这种校准在基于光栅的光谱分析仪上使用，并且使用1到3个参考波长之间的波长作为总波长校正值的基础。

新波长仪表的应用

如图1所示，波长计的新发展现在允许多波长测量，精度为106的0.2部分;实际结果包括0.3 pm精度在1550nm(横河AQ6151)或1 pm精度在1550nm(横河AQ6150)。

图1。最新一代光学波长计(横河AQ6150/6151)

这些高精度适用于一系列的应用。在密集波分复用(DWDM)领域(图2)，波长计已经使用多年。

图2。100GHz间隔DWDM信号。

需要新一代波长仪表提供高度稳定和精确波长测量的其他领域包括用于光谱，相干断层扫描和激光雷达应用的激光器，以及可调激光器和可调激光阵列开发和生产。

在电信领域，特别是在长途网络和城域网络中，对高带宽或信道间距的要求越来越高。

精确的激光调整，包括DFB收发器和发射机在调谐过程中使用波长计测量。

这些波长计的另一个应用是在WDM波分复用系统中，预计在中期将被引入到FTTH(光纤到家)和相关系统中使用的无源光接入网(PON)系统中，以满足所需的数据速率。

单色仪和干涉仪

在波长精度和测量速度是高度优先级的情况下，要么需要高度稳定的环境条件，要么需要在测试期间进行连续的参考测量。基于迈克尔逊的干涉测量法提供了几个优点，因为经典的基于网格的单色仪不能同时处理连续的参考测量。

基于迈克耳孙干涉仪的波长计包括两个探测器:

• 一个评估参考光
• 另一个捕获测试信号。

对于测试信号，横冈AQ6150 / 51波长仪表配有基于InGaAs的光电二极管。分束器和两个光路以及基于肝的参考激光器以及探测器。

两个光束都穿过分束器。从那里，两个信号被转移到两个方向上并沿着光路传递：固定镜的镜子和可移动镜子的镜头。由镜子反射的光束将再次转移到分束器并从那里反射到光电探测器。

图3。采用AQ6151完成法布里-珀罗激光测量。

在探测器上产生干涉信号，该干涉信号基于包括固定反射镜和活动反射镜的光路之间的相位差。

在光电检测器上有最大光在源极具有相位差的单个波长的情况下。如果信号不相位，则检测器中没有光线。对于参考光电探测器，只有HENE信号。在不断改变路径差异的同时，信号是正弦的，交替地高，低。

因此，参考光电探测器处的信号用于评估改变的路径长度。双倍参考长度波长的路径变化表示一个循环。

该数据表示信号光电探测器上的测试信号所引起的傅里叶变换之后用来执行的时间信息。这一原理的优点是稳定的参考激光总是积极地支持测量。

任何可能对路径长度产生影响的温度变化对于参考和测试信号都是相同的，因此任何可能的变化都会自动补偿。利用气压计的结果进行数学修正来补偿潜在的气压变化。

结论

传统干涉仪设计与新仪器之间的差异是没有固定镜子。一个路径的机械变化直接改变相反方向的另一个路径的长度。如果一条路径变长，则另一条路径更短，反之亦然。使用该原理，可以实现更高的扫描速度，导致在0.3秒内的完全波长扫描。这是由横河电川测试和测量仪器实现的唯一短的测量时间。

这些信息已经从横河提供的材料中获得，审查和改编。欧洲杯足球竞彩

有关此来源的更多信息，请访问日本横河．