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　　序言

　　近日，南京航空航天大学潘时龙教授课题组与苏州六幺四信息科技有限责任公司联合研制出通用光元器件分析仪，在同一个仪表中实现了电-光、光-电和光-光3种器件频谱响应的测量。

　　该仪器具有完全的自主知识产权，打破国外长期垄断。仪器问世一个月，已获得十多个订单。

该仪器的研制团队

　　时代需求、国外垄断，国产仪器刻不容缓

　　如今，光纤通信系统已几乎取代了所有的有线通信方式，成为国家信息高速公路和国民经济信息化的重要基础。

　　当前，虽然大容量光纤通信的单光纤传输容量已高达20 Tbit/s，但不断涌现的新业务、不断提高的服务质量要求、以及不断指数增长的接入设备对光通信系统的信息容量提出了越来越高的要求。

　　下一代超大容量光通信系统的关键器件（如高速电-光、光-电及光-光器件等）的研制、生产和应用，迫切需要大带宽、高精度、高分辨率的光谱响应测试技术和仪器作为支撑。

　　然而，光-电、电-光、光-光测量仪器市场几乎完全被国外公司垄断。

　　南京航空航天大学潘时龙教授课题组所开发的通用光元器件分析仪，光-电、电-光器件的主要测量指标达到国际先进水平，而光-光器件的测量分辨率比国际唯一商用仪表提高了1600倍。

　　基于微波光子学新原理

　　通用光元器件分析仪的实物图

通用光元器件分析仪的原理图

　　该通用光元器件分析仪的基本原理为：通过宽带电光变换和光电变换，将光域的“粗粒度波长扫描”转化为电域的“高精细频率扫描”，辅以高精度的微波幅相接收，实现大带宽、高精度、高分辨率的电-光、光-电及光-光器件频谱响应测试。

　　得益于微波扫频的高精细和电子幅相接收的低误差，新原理解决了传统光器件相应测量技术光波长扫描不够精细、光干涉接收不够稳定等关键问题。

　　同时，得益于灵活多样的微波光子调制技术，新原理能同时实现多种类型光元器件的测量。

　　该仪器的主要优势在于：

　　测量对象：电-光、光-电及光-光器件佳来频谱内衣价格；

　　测量参数：电-光、光-电器件的频谱响应，光-光器件的幅度、相位和偏振响应；

　　高测量分辨率：可达1 fm（125 kHz@1550 nm）；

　　高精度时延测量：可达亚皮秒量级。

　　实测数据 效果喜人

　　以下为该仪器的实测结果：

　　1

　　光-电器件测量

　　待测件：40 GHz高速光电探测器（Finisar，型号：XPDV2120RA）

　　测量指标：

　　频谱分辨率10 MHz（可低至125 kHz）；

　　带宽40 GHz（可拓展至67 GHz）；

　　幅度精度0.01 dB。

　　待测高速光电探测器的实物如下图(a)所示，测量结果如下图(b)所示。

　　２

　　电-光器件测量

　　待测件：40 Gbps高速电光调制器

（Fujitsu，型号：FTM7937EZ）

　　测量指标：

　　频谱分辨率10 MHz（可低至125 kHz）；

　　测量带宽60 GHz（可拓展至67 GHz）；

　　幅度精度0.01 dB。

　　待测高速电光调制器的实物如下图(a)所示，测量结果如下图(b)所示。

　　３

　　光-光器件测量

　　待测件：基于受激布里渊散射的超窄光放大器

　　测量指标：

　　频谱分辨率1 fm；

　　带宽700MHz（测量带宽可拓展至67GHz）；

　　幅度精度0.01 dB；

　　相位精度0.01º

　　基于受激布里渊散射的超窄光放大器在不同抽运功率下的测量结果如下图所示，其中(a)图是幅度响应，(b)图是相位响应。

　　该仪器具有完整的自主知识产权，可有力支撑高速电光调制器、高速光电探测器、光无源器件、光有源器件、核心光子集成芯片等光元器件的研制、检测和应用。

　　同时，该仪器由于具有极高的测量分辨率，还可获取现有仪表难以测量到的新数据，从而有力支撑在相关领域中发现新现象、揭示新规律、验证新原理，推动产业的升级换代。

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