光頻譜儀在FBG光纖布拉格光柵及光纖傳感器測試上的應用
光纖布拉格光柵（Fibre Bragg Grating, FBG）因其*的、可靈活編程的濾波性能，與光纖傳輸系統(tǒng)的天然兼容性，以及對環(huán)境參數(shù)的高度敏感，在光通訊、光纖激光器、窄線寬/單頻激光器、光纖傳感等領域被廣泛使用。隨著光通訊、光纖傳感的快速發(fā)展，要求FBG對的光頻譜、偏振等特性以及外界環(huán)境有更精細的、可控的響應和敏感度，對FBG本身特性的全面、精確、細致測量尤為重要。
在FBG測試領域，先鋒科技提供多種激光頻譜儀用于各種精度的反射/ 透射光譜測量，可用于刻寫過程以及FBG元件、光纖傳感器檢測；同時，先鋒科技提供多種連續(xù)、脈沖的深紫外激光器，適合FBG的全息刻寫與掩膜刻寫，并提供超快直寫平臺。
一、FBG 及 FBG傳感器測試方案
1、BOSA系列高分辨率光頻譜儀及器件測試儀
BOSA為采用受激布里淵散射（Stimulated Brillouin Scattering, SBS）原理的光頻譜儀，提供光通訊波段（C、L、O）10MHz高分辨率頻譜測量。配合內置或外置的窄線寬可調諧光源，即可構成高分辨率的器件測試儀，特別適合高精度FBG測試。
與常規(guī)采用外差方式的高精度OSA不同，BOSA的SBS測量方式不會產生人為的邊模偽訊，其無偽訊信噪比可達80dB，不掩蓋FBG的邊模性。同時，SBS具備陡峭的濾波曲線，無需任何反卷積運算即可實現(xiàn)高分辨率和高近進動態(tài)范圍，得到FBG真實的光譜響應。
FBG的偏振響應在高精度傳感、高速光通訊中非常重要。BOSA可方便的進行偏振測試，對FBG或光纖傳感器的偏振依賴反射和透射譜進行精密測量。
產品特點：
· 全光學設計；無運動部件，無射頻干擾；
· 10MHz (0.08pm @ 1550nm） 物理分辨率；
· 0.5pm波長精度；
· 80dB免偽訊信噪比，真實反應FBG本身的邊帶反射率；
· 20nm/s 測量速度；
· -70dBm靈敏度，可測試長距離光纖傳感器；
· 可擴展偏振測試功能；
· 位相測試功能擴展，可測試調制/相干信號。
主要參數(shù)指標
| 型號 | BOSA 400 | BOSA 100 | BOSA Lite + | BOSA Lite |
| TLS 光源 | 內置 | 外置 | 內置 | 外置 |
| 可測波段 | C、L、O | C、L | ||
| 分辨率 | 10MHz (0.08pm @ 1550nm) | 20MHz (0.16pm @ 1550nm) | ||
| 波長準確度 | ±0.5pm (C+L), ±1.0pm (O) | ±1.0pm (C+L) | ||
| 無雜訊動態(tài)范圍 | >80dB | |||
| 靈敏度 | -70dBm | |||
| 掃描速度 | 20nm/s | 2.5nm/s | ||
| TLS輸出 | >1mW功率 <1MHz線寬 | N/A | >1mW功率 <5MHz線寬 | N/A |
依據用戶不同的需求以及已有的設備，可提供基于BOSA的靈活測試方案；
圖1 內置TLS與用戶自備TLS測試架構示意圖
測試結果示例
圖2：FBG 的插入損耗IL（黃色）、返回損耗RL（綠色）測試，橫軸：0.1nm/div
圖3：窄帶寬FBG的插入損耗（IL）測試。橫軸：50pm/div (左），3pm/div （右）。
2、BRISTOL 光頻譜儀（OSA）
作為光通訊領域波長計、多波長計、光頻譜儀的生產廠商，BRISTOL基于干涉儀的頻譜儀系列可用于普通線寬的FBG測試。
BRISTOL 771型頻譜儀為通用型高精度頻譜儀，提供4GHz頻譜分辨率；750型為光通訊頻譜儀，提供25GHz頻譜分辨率和0.07s的測量速度。配合寬帶光源，即可實現(xiàn)FBG的IL、RL頻譜測試。
圖4 Bristol 771（左）、750（右）光頻譜儀
主要技術指標：
| 型號 | 771A-NIR | 771B-NIR | 750 |
| 波長范圍 | 520nm - 1700nm | 1260nm - 1680nm | |
| 頻譜分辨率 | 4GHz (0.3pm | 25GHz (0.2nm @ 1550nm) | |
| 波長準確度 | ±0.2ppm （波長計模式） | ±0.75ppm （波長計模式） | ±6.5ppm (±10pm@1550nm) |
| 測量速度 | <2s | <0.07s | |
圖5 利用OSA測試FBG示意圖
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