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矢量網絡分析儀測試光芯片調制帶寬的方案

2024-10-21 09:00:34

       隨著光通信的迅猛發展,對光電器件的測量需要越來越多,雖然有專門的光波器件分析儀,但存在價格昂貴,功能單一的弱點,推薦一款矢量網絡分析儀,配合校準模塊,是一種高精度,高性價比的矢量網絡分析儀測試光芯片調制帶寬的方案!這款矢量網絡分析儀頻率范圍10MHz-70GHz,可以分析諸多類型的寬帶光電器件(電/光、光/電、光/光),比如激光驅動器、放大器、激光器、轉換器、光調制器、光電二極管和光有源器件。


一、E/O 和 O/E測量項目:

光電傳輸特性(S21,帶寬,帶內平坦度,相位線性度,群時延)
電口回波損耗(S11或S22)

E/E測量項目:
S參數(S11,S21,S12,S22)
增益壓縮(Pout vs Pin)時域特性(器件響應時間)

二、測量示意圖:
11.jpg

矢量網絡分析儀

       MN4765A O/E校準模塊是根據美國國家標準實驗室標準(NSLT)進行指標覆蓋頻率范圍的全頻段校準。并提供標準校準數據(S2P文件),供用戶使用,性能如下:

33.jpg

三、測量方法
(1)在矢網測量中,完成對電口測量的校準。
(2)接入光回路,由于E/O和O/E器件成對地存在,對于矢網來說并不存在光口的測量,只有電口的S21回路,而在此回路上有E/O和O/E兩個模塊的共同影響。
(3)將已定標的O/E器件的參數輸入矢量網絡分析儀。
(4)將O/E的影響由S21測量值中剝離,那么剩下的就是E/O加上光纜的參數了。所謂剝離,即將已知的O/E器件的S參數從測量值中減去(矢量運算)。到此為止,與E/O測量并無區別。
(5)既然,E/O的參數已測得,被測O/E模塊接入回路(替換定標器件),將E/O器件的S參數從測量值中剝離,這樣就測得了E/O器件得參數。
(6)第①次剝離,將定標標準由已定標的O/E轉移至E/O器件上,第二次剝離,將定標標準再轉回被測的O/E器件。

四、矢量網絡分析儀測試光芯片調制帶寬的方案測量實例:
       在某客戶處實際測量了一個OE模塊, 該模塊是用于CATV有線電視系統的, 使用頻率范圍約1GHz。前期用戶使用過其它公司的LCA分析儀,但測試的結果不理想。
(1)首先設置VNA參數,進行儀表校準。校準要求包括S21校準,可以選擇使用full-2 port校準,也可以1 Path  2 Port(1->2)校準方法。校準完成后,將校準數據存儲為  *.chx文件。
(2)如圖連接EO-OE模塊進行參數測試, 并將測量的S參數存儲為*.S2p文件(如EOOE.s2p)。

矢量網絡分析儀

(3)按儀表Measurements菜單?O/E-E/O菜單?E/O Measurements菜單, 按要求調入校準文件*.chx和存儲的EOOE.s2p文件,再執行Done。此時顯示的曲線數據既是EO模塊的性能, 存儲為EO.s2p文件。

66.jpg

(4)退出O/E-E/O測量模式,將矢網回到正常的是S參數測量模式。

矢量網絡分析儀

(5)按儀表Measurements菜單?O/E-E/O菜單?O/E Measurements菜單, 按要求調入校準文件*.chx和存儲的EO.s2p文件,再執行Done。此時顯示的曲線數據既是O/E模塊的性能, 可以存儲為OE.s2p文件。

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       可見用戶的OE模塊工作頻率范圍是47MHz-1000MHz,增益約為24-29dB,平坦度約為±3dB。滿足指標要求。

(6)對用戶的OE模塊,我們又測試了S22指標及阻抗數據:

110.jpg

       S22的回波損耗,在100MHz范圍內小于-14dB。

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五、總結
     采用MN4765A O/E標準件與矢量網絡分析儀組成光電器件網絡分析儀
1、10MHz-70 GHz測量能力,提供可以追溯至NIST標準的O/E測量附件
2、矢網內置植入和剝離運算功能,可以簡化校準及測試光電器件步驟
3、快速測量,增加測量吞吐量
4、極佳的測量穩定性和測量重復性
5、高性價比的O/E-E/O測量方案

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