bandao.com半岛(bandao·中国)电子科技-激光器线性度测试的利器 ——RIGOL DG70000 系列任意波形发生器

【导读】激光器线性度是TDLAS气体检测、相关光通讯等范畴高质量光源保障的焦点指标，其测试焦点于在获取“驱动旌旗灯号—光频率”特征曲线并优化线性体现。本文聚焦RIGOL DG70000系列肆意波形发生器，详解其于该测试中的运用逻辑与实践方案。测试采用频率调制为主导的闭环链路，经由过程肆意波形发生器天生驱动波表、干预干与仪/光谱仪丈量光频，再经预掉真等算法校订非线性偏差，实现高线性度扫频输出。

测试道理：频率调制与闭环校订

激光器线性度测试的焦点方针是获取“驱动旌旗灯号—光频率”特征曲线，并只管即便使其靠近抱负线性。

1.频率调制（FM）主导

相较在强度调制（IM），客户采用频率调制技能来节制激光器输出。经由过程转变光载波频率来调制旌旗灯号，这类方式具备更强的抗滋扰能力，能有用削减情况噪声及器件非线性对于旌旗灯号的影响。

2. 闭环测试链路

旌旗灯号驱动：使用肆意波形发生器（AWG）天生颠末设计的繁杂波表（Wave table）驱动激光器。

光频丈量：经由过程非均衡干预干与仪或者高精度光谱仪及时丈量激光瞬时频率。

线性评估与校订：绘制“驱动电压—光频率”曲线，计较非线性偏差。使用预掉真（Pre-distortion）或者迭代算法，反向调解AWG输出的驱动波形，赔偿激光器的固有非线性，从而实现高线性度的扫频输出。

测试挑战：长波形、高同步与邃密调控

于构建高精度线性度测试体系时，试验室面对如下焦点技能挑战：

1.超长波形天生的存储瓶颈

为了实现宽规模且高分辩率的频率扫描，同时举行邃密的预掉真校订，驱动旌旗灯号往往很是繁杂。客户于试验中需要天生长度高达80 Mpts甚至更年夜长度的波表旌旗灯号。平凡的旌旗灯号发生器存储深度有限，没法一次性加载云云永劫基的调制旌旗灯号，致使测试不仅需要分段举行，还有轻易引入拼接偏差。

2. 采样率与频率步进的适配性

差别型号的激光器相应特征差别，且于预掉真调试历程中，需要矫捷调解旌旗灯号的采样率以转变扫频速度及分辩率。测试装备需具有于宽规模内（如100 Sa/s至5 GSa/s）自由调治采样率的能力，以匹配200 MHz至数GHz频率规模内的切确调治需求。

3. 多路旌旗灯号协同事情的难题

客户测试体系不仅需要AWG输出调制旌旗灯号，还有需要另外一台旌旗灯号源（如AFG）提供同步的辅助旌旗灯号或者直流偏置来切确调治激光器事情点。两路旌旗灯号必需连结皮秒级至纳秒级的严酷同步。假如同步性差，会致使驱动旌旗灯号与频率相应掉配，直接影响线性度校订算法的正确性。

解决方案

针对于上述挑战，RIGOL提供了以DG70000系列肆意波发生器为焦点的两套测试方案：

高机能测试方案： 1台四通道DG70004， 一机完成调制旌旗灯号及同步旌旗灯号，实现皮秒级周详同步

高性价比测试方案：1台两通道DG70002输出主调制波形，1台两通道DG5502输出同步辅助旌旗灯号。

高机能测试方案

1.全新进级的深存储，轻松应答超长繁杂波表

全新进级的DG70000系列肆意波形发生用具备单通道1.5 Gpts扩大到3 Gpts的肆意波长度，这使患上客户可以或许轻松加载样本点多且繁杂的调制波表，无需分段便可输出持续、完备的繁杂预掉真波形，有用减缓了永劫基旌旗灯号天生的存储瓶颈。

备注：示波器中测患上周期为600ms，当前AWG输出采样率为5GSa/s，此时经由过程输出采样率x周期时间患上出当前波形的点数为3,000,000,000pts

2. 矫捷采样率，实现邃密频率节制

DG70000系列肆意波形发生器撑持于 100 Sa/s 至 12 GSa/s 规模内自由设定采样率，可输出低至400 ps的窄脉冲，真实还有原旌旗灯号。DC~5 GHz输出频率规模，满意更多场景运用。于试验中，客户使用这一特征，按照差别激光器器件的特征矫捷调解采样率，实现了于200 MHz频率规模内对于激光器驱动旌旗灯号的切确调治，确保了旌旗灯号与运用场景的高度匹配。

3. 多装备协同，皮秒级精准同步

DG70000系列肆意波形发生器构建的高机能方案利用DG70004肆意波形发生器输出主调制波形及同步辅助旌旗灯号。使用一机多通道间高精度同步，实现了精准的旌旗灯号协同。这类架构确保了调制旌旗灯号与偏置调治旌旗灯号于时域上的严酷对于齐，年夜幅晋升了“驱动—光频”曲线丈量的反复性与不变性。

高性价比测试方案

依托RIGOL的高精准度与多装备协同技能，一台DG70002肆意波形发生器与一台DG5502 Pro函数/肆意波形发生器配合构建了高性价比的组合解决方案。该方案经由过程外部触发与参考时钟毗连，实现了双机旌旗灯号协同，并充实阐扬了DG5502 Pro于通道对于地断绝、500 MHz带宽和高同步精度（通道间±500 ps、通道同步±200 ps）方面的机能上风，为客户提供了高性价比测试方案的选择。

基在高性价比测试方案，用户试验室乐成验证了多个激光器器件于差别频率变化下的线性度，并为其匹配了抱负的频率波表。试验成果注解，颠末校订后的激光器于宽频率规模内连结了不变的线性相应，为TDLAS气体检测和相关光通讯体系提供了高质量的光源保障。

仪器撑持：RIGOL DG70000系列肆意波形发生器

DG70000系列肆意波形发生器是业界领先的高机能肆意波形发生器，独创SiFi III技能平台，具备采样率切确可调、输出逐点天生肆意波、不掉真的还有原旌旗灯号细节等上风。DG70000系列肆意波形发生器安身客户，撑持多种符合现实运用的功效，例如创立高级序列可以满意用户自界说繁杂波形，而多通道高精度同步、高带宽低抖动的波形输出，可满意用户于多种工业及通讯范畴的运用。

固件进级，功效进级

产物特色：

NEW! 波形存储深度进级至 3 Gpts（双通道同享）

NEW! 波表快速播放

NEW! 基础波形外部导入BIN文件波表类型

NEW! Matlab及Python接口

最高12 GSa/s采样率

高达5 GHz模仿带宽

16 bit垂直分辩率

直接天生载波高达5 GHz的旌旗灯号

-70 dBc无杂散动态规模

总结

现实测试中，超长波表存储瓶颈、采样率与频率步进适配难题和多路旌旗灯号同步需求，成为制约测试精度的焦点挑战。对于此，RIGOL针对于性推出两套解决方案：高机能方案以四通道DG70004为焦点，依附3 Gpts深存储、100 Sa/s至12 GSa/s矫捷采样率和通道间皮秒级同步，一机弄定调制与同步旌旗灯号；高性价比喻案则经由过程DG70002与DG5502 Pro组合，依托外部触发与参考时钟协同，均衡机能与成本。本文经由过程拆解测试道理、挑战和方案细节，揭示DG70000系列于激光器线性度测试中的技能上风，为相干试验室提供精准测试的实践参考。