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，與光纖傳輸系統的天然兼容性，以及對環境參數的高度敏感，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、光纖傳感的快速發展，要求FBG對的光頻譜、偏振等特性以及外界環境有更精細的、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、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高分辨率和高近進動態范圍，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。
主要參數指標

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：

圖5 利用OSA測試FBG示意圖