高速率、高時效的通訊手段是信息社會的重要基礎設施之一。蓬勃發展的5G通訊、無人駕駛、物聯網、虛擬現實、云計算等應用場景對光通訊帶寬提出越來越高的要求。40G/100G光傳輸已實現商用，400G及更高帶寬的超高速光傳輸網絡即將大規模商用。

在成熟的DWDM、EDFA等技術基礎上，超高速光通訊要求對光頻譜帶寬以及載波信息進行更充分的利用，才能基于現有光纖網絡、設備、技術所提供的傳輸通道成倍的擴充數據流量。相應的新技術包括各種新型相干調制技術，偏振復用、光正交頻分復用等頻譜更高密度復用技術，以及相干檢測、超高速AD/DA技術等。這些技術對光通訊光源的線寬及線寬穩定性及振幅和位相噪聲、調制器的性能、各種無源器件對光信號的復響應、以及光纖傳輸過程中的色散、啁啾、偏振控制等都提出了非常精細的要求，對這些量的精密測量也成為超高速光通訊器件、設備、網絡不可或缺的手段。

多年以來，先鋒科技持續為光通訊領域的領導廠商提供先進的激光測試設備，從光功率、激光模式、光器件的幾何對準，到DWDM密集波長測試、超高精度復光頻譜分析，提供豐富測試測量產品，助力行業伙伴高速發展。

一、BRISTOL光波長計、光頻譜儀(OSA)

美國BRISTOL公司是一家專業生產基于干涉儀的激光波長計、光頻譜儀的廠家，其團隊、技術和產品可朔至WDM、DWDM發端之時。從經典的Burleigh WA系列波長計開始，一直伴隨光通訊行業的不斷發展;同時通過持續的研發改進，為工程師和生產線提供強有力的工具。

1. 波長計和多波長計

圖1 828A 高速波長計

在WDM、DWDM應用中，在光源、光模塊、光收發器等產品領域，對波長進行高精度的測量和標定是必須的手段。Bristol公司提供多方面、高性能、高性價比的產品，實時測量速率最高可到達1kHz，測量精度可達±0.2ppm，最高可以同時測量1000個信道，適用連續和調制激光。而且Bristol的全系列產品均內置激光器實時校準，無需外置校準源、無需定期校準，提高測試和生產的效率。

在光通訊專用波長計領域，BRISTOL提供228系列波長計、828系列高速波長計用于單信道、TLS等光源、信號及器件測試，428、438系列多波長計用于多信道光源、信號及器件測試：

*228B、428B、438B、828B等高性價比型號未列出

典型應用：

lWDM 用可調諧激光測量;

lWDM多信道信號測試，OSNR測試

lWDM 光收發器測試

lECLD調諧性能、波長穩定性測試

圖2 828A測試示例：ECDL調諧過程監控(左);ECDL穩態運行測試(右)

2. 光頻譜儀(OSA)

在光通訊波段，BRISTOL提供基于干涉技術的771系列、750系列光頻譜儀，針對不同的應用需求。771系列為通用型高分辨率OSA，其中771A/B-NIR覆蓋光通訊波段，頻譜分辨率可達2GHz，波長準確度可達1pm;750系列為專為光通訊設計的快速OSA，僅需0.3秒即可提供O、E、S、C及L波段的高效頻譜分析，同時在0.07秒內即可自動測量邊模抑制比(SMSR)，遠超傳統光柵OSA的水平;同時針對光通訊的需求，提供功率測量等功能。

圖3 771型光頻譜儀

圖4 750型OSA 邊模噪聲測試與分析

二、BOSA超高分辨率光頻譜儀

BOSA是位于西班牙的Aragon Photonics 公司基于其專利技術開發的超高分辨率光頻譜儀(OSA)。BOSA的名稱來源于Brillouin + OSA，儀器采用受激布里淵散射(Stimulated Brillouin Scattering， SBS)技術，實現10MHz超高分辨率、0.5pm精度，并可非常便利的擴展被動元件測試、偏振特性測試、位相測試及復頻譜分析，等功能。得益于受激布里淵散射銳利的濾波曲線和邊模抑制能力，BOSA在具備-70dBm高靈敏度的基礎上提供>80dB的免偽訊(spurious free)動態范圍，為真實還原精細頻譜信息以及位相信息提供有力的保證。

下一代超高速光通訊在更充分利用頻譜資源(如光正交頻分復用Optical OFDM技術、偏振復用技術)的基礎上，在信號和傳輸領域也許先進調制技術、相干調制及相干探測技術等。這些技術所涉及的光源、調制器、無源器件、探測器、傳輸網絡，無一不需要對光頻譜、位相、啁啾、偏振、時域振幅等物理量及其變化和噪聲作完整、準確、精細的測量。BOSA正是適合此類先進應用的全能型儀器：

l全光學方案，專利SBS技術，真實頻譜;

l10MHz頻譜分辨率，0.5pm波長準確度;20nm/s 快速測量;

lC，L，O波段覆蓋;

l正交分量(偏振)相關的頻譜、位相、啁啾、時域信號測量;

l光器件插損、回損、波長及偏振敏感分析測試;

l復光學頻譜儀，振幅、位相、啁啾等全面分析，無帶寬限制，不依賴于調制格式;

l高靈敏度、高免偽訊動態范圍。

選件及擴展功能：

l先進調制格式測量，OFDM，Nyquist-WDM典型應用：

l光源測試：DFB，VCSEL，ECL-TLS，DML

l信道/信號測試：OSNR，偏振平衡，偏振光譜，偏振啁啾

l調制器測試：啁啾

l光主動/被動無源器件測試：RL，IL，頻譜/偏振相關特性測試

l光子集成電路測試

l光纖傳感器測試：FBG

l光頻梳測量

測試示例：

圖5 左：BOSA與傳統OSA分辨率對比;右：單頻DFB噪聲測試

圖6 OFDM(左)、Nyquist WDM信號測試

圖7 啁啾效應(上)/DWDM網格信號(下)測試

圖8 調制與TRC

圖9 位相測試/時域信號分析

圖10 上：器件插損/回損測試;下：偏振相關的插損/回損測試

三、激光功率計和光束分析儀

現實的光通訊網絡，無論多么先進、復雜的理論和技術，最終都要靠具體的激光器、光纖、光器件以及它們之間的互連的生產工藝來實現。優質、可靠的生產工藝才能將現有先進技術應用到極致，最大化的實現技術設計目標，而且保證應用可靠性。從實驗室到生產線，無論是光源，還是點膠、封裝、接插耦合、熔接、準直等生產工藝的評估，都離不開功率計和光束分析儀的參與：

l功率計用于測量光源的功率，耦合效率，接插損耗等;

l光束分析儀用于測試激光的光斑大小、能量分布、峰值中心、幾何中心、發散角、指向穩定性等參數，從而確保光源本身的品質、各種耦合的準確性和可靠性。

以色列Ophir公司提供各種類型的功率計：光電二極管式、熱電堆式、積分球式等等，光通訊波長和功率均可覆蓋，精度可至0.0001nW(-100dBm);并可根據客戶的要求提供各種定制產品以及人眼安全測試、對向角測試、Vcsel測試等系統。

相機式光束分析儀和狹縫式光束分析儀，可以覆蓋所有的光通訊波長，并可以根據客戶測量要求，提供近場、遠場測試以及Vcsel測試系統：

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