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          傅里葉變換光譜分析儀(FT-OSA)簡述

          作者: 時間:2017-03-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          一、概述

          Thorlabs公司的光譜分析儀(OSA)是以波長為函數(shù)關(guān)系測量光源光功率的通用儀器。該儀器對于分析寬帶光信號、 增益芯片的法布里-玻羅模式或長相干長度單模外諧振腔激光器而言是綽綽有余的。類似的OSA還有典型的基于光柵的單色儀。Thorlabs公司的OSA是一種傅里葉變換光譜分析儀(FT-OSA),采用以插/拔構(gòu)造的掃描邁克爾遜干涉儀構(gòu)建,如下圖所示。這種構(gòu)造可以實(shí)現(xiàn)帶額外高精度波長計(jì)的全功能OSA設(shè)計(jì)。

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          二、設(shè)計(jì)原理

          OSA203具有一個FC/PC型光纖輸入端。它可以使用?50微米的單?;蚨嗄9饫w。如需要求,我們也可以提供其它輸入插頭。該儀器設(shè)計(jì)用于測量連續(xù)波光源,不能工作在一些使用脈沖光源的應(yīng)用之中。請聯(lián)系技術(shù)支持討論脈沖光源應(yīng)用的解決方案。在準(zhǔn)直輸入信號后,光信號會被一個分束器分為兩路光路。這兩路光路的光程差在0到±40毫米之間變化。準(zhǔn)直的光場在分束器會發(fā)生干涉。左圖中顯示的探測器部件記錄干涉圖樣,一般稱之為干涉圖。這種干涉圖是輸入光譜的自相關(guān)波形。通過將該波形進(jìn)行傅里葉變換后,就可以復(fù)現(xiàn)出光譜信號。最終得到的光譜具有高分辨率和很寬的波長覆蓋范圍,其中光譜分辨率與光延遲范圍相關(guān)。其波長范圍會被探測器和光學(xué)鍍膜的帶寬所限制。此外,我們系統(tǒng)包含了穩(wěn)頻HeNe參考激光器,因此其精度就得到了保障,該激光器可以提供高精度的光路長度變化測量,使系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的自校準(zhǔn)。該過程保證了精度超越光柵型OSA的光學(xué)分析能力。

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          Thorlab公司的光譜分析儀采用兩個反射器,如圖所示。這些反射器安裝在一個音圈驅(qū)動平臺上,該平臺可以使干涉儀的兩個參考臂同時、反方向進(jìn)行動態(tài)變化。當(dāng)平臺移動時,干涉儀的光程差(OPD)變化是平臺機(jī)械運(yùn)動距離的四倍。OPD的變化直接與FT- OSA的最小精度成比例。通過該裝置,OSA203可以在1550納米光波下將光譜特性值變?yōu)?0皮米。光譜分辨率是根據(jù)瑞利判據(jù)而定義的。當(dāng)用作波長計(jì)時,其分辨率會發(fā)生明顯改善(對于OSA203而言是0.2皮米)。我們的光譜分析儀采用了一個嵌入式的自穩(wěn)定HeNe參考激光器來通過干涉方式記錄光程長度的變化。該參考激光器位于干涉儀內(nèi)部,與未知光具有相同的光路,這樣一來兩個光源的光程變化就完全相同了。干涉儀還采用了一塊色散補(bǔ)償板來修正干涉儀兩參考臂的波長相關(guān)的光程長度差異,這種差異是由分束器造成的。

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