橫河
光譜分析儀作為光學(xué)測(cè)量的核心設(shè)備,其橫縱坐標(biāo)的靈活調(diào)整能力直接影響數(shù)據(jù)解析的精度與效率。本文以AQ6370D/E系列為例,系統(tǒng)解析坐標(biāo)調(diào)整的底層邏輯與操作路徑,助力用戶實(shí)現(xiàn)從基礎(chǔ)測(cè)量到深度分析的跨越。
一、橫坐標(biāo)(波長(zhǎng)/波數(shù))的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換
橫河光譜儀支持波長(zhǎng)(nm)與波數(shù)(cm?¹)的無(wú)縫切換,滿足拉曼光譜、紅外光譜等不同場(chǎng)景需求。在AQ6370E中,用戶可通過(guò)「TRACE」菜單下的「坐標(biāo)變換」功能實(shí)現(xiàn):選擇「乘/除以常數(shù)」選項(xiàng),輸入轉(zhuǎn)換系數(shù)(如1nm=10?/λ cm?¹),即可完成波長(zhǎng)到波數(shù)的映射。例如,在測(cè)量CO?氣體吸收峰時(shí),將橫坐標(biāo)切換為波數(shù)可更直觀地定位2349 cm?¹處的特征峰。
對(duì)于需要非線性坐標(biāo)的場(chǎng)景(如對(duì)數(shù)坐標(biāo)),可通過(guò)「函數(shù)變換」功能實(shí)現(xiàn)。在分析EDFA增益譜時(shí),選擇「求對(duì)數(shù)(基10)」可將線性功率轉(zhuǎn)換為dBm單位,使動(dòng)態(tài)范圍達(dá)70dB的微弱信號(hào)變化更易辨識(shí)。
二、縱坐標(biāo)(功率)的歸一化處理
縱坐標(biāo)調(diào)整的核心在于解決不同量級(jí)信號(hào)的對(duì)比問(wèn)題。AQ6370D提供三種歸一化模式:
1.線性歸一化:通過(guò)「MARK」鍵設(shè)定參考點(diǎn)(如峰值功率點(diǎn)),系統(tǒng)自動(dòng)將該點(diǎn)設(shè)為100%,其他數(shù)據(jù)按比例縮放。在測(cè)量多波長(zhǎng)DWDM系統(tǒng)時(shí),此模式可消除功率差異導(dǎo)致的譜線重疊。
2.對(duì)數(shù)歸一化:結(jié)合「坐標(biāo)變換」中的對(duì)數(shù)功能,將功率范圍從線性空間(mW)映射到對(duì)數(shù)空間(dBm)。例如,在評(píng)估SOA放大器噪聲系數(shù)時(shí),對(duì)數(shù)坐標(biāo)可清晰區(qū)分-60dBm至+20dBm的信號(hào)變化。
3.差分歸一化:通過(guò)「運(yùn)算菜單」實(shí)現(xiàn)兩譜圖相減,突出差異特征。在比較DFB-LD激光器老化前后的光譜時(shí),差分模式可精準(zhǔn)定位0.1nm級(jí)的波長(zhǎng)漂移。
三、坐標(biāo)系統(tǒng)的進(jìn)階應(yīng)用
1.區(qū)間分析鎖定:利用「線標(biāo)記」功能設(shè)定L1、L2兩點(diǎn),系統(tǒng)僅對(duì)標(biāo)記區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。在測(cè)量FP-LD激光器的3dB帶寬時(shí),此功能可排除旁瓣干擾,使測(cè)量偏差<0.05nm。
2.動(dòng)態(tài)坐標(biāo)追蹤:在波長(zhǎng)跟蹤模式下,橫坐標(biāo)可實(shí)時(shí)顯示光源波長(zhǎng)變化,縱坐標(biāo)同步更新功率值。該模式在調(diào)試可調(diào)諧激光器時(shí),可將波長(zhǎng)穩(wěn)定性評(píng)估時(shí)間縮短80%。
3.多譜圖疊加對(duì)比:通過(guò)「譜圖選加」功能,最多可將7條曲線疊加顯示,每條曲線可獨(dú)立設(shè)置坐標(biāo)參數(shù)。在分析不同溫度下VCSEL激光器的光譜特性時(shí),此功能可直觀對(duì)比峰值波長(zhǎng)隨溫度的變化趨勢(shì)(典型值0.07nm/℃)。

四、操作實(shí)例:EDFA增益譜測(cè)量
1.橫坐標(biāo)設(shè)置:將掃描范圍設(shè)為1520-1570nm,分辨率0.02nm,通過(guò)「坐標(biāo)變換」轉(zhuǎn)換為波數(shù)坐標(biāo)。
2.縱坐標(biāo)處理:采用對(duì)數(shù)歸一化模式,將輸入信號(hào)功率設(shè)為0dBm參考點(diǎn),輸出信號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為增益值(dB)。
3.區(qū)間分析:使用「ZOOM」功能放大1530-1540nm區(qū)間,通過(guò)「線標(biāo)記」測(cè)定3dB增益帶寬,測(cè)量結(jié)果與ITU-T G.692標(biāo)準(zhǔn)偏差<0.1nm。
橫河光譜分析儀的坐標(biāo)調(diào)整體系通過(guò)硬件精度與軟件算法的深度融合,實(shí)現(xiàn)了從納米級(jí)波長(zhǎng)解析到皮瓦級(jí)功率檢測(cè)的全維度覆蓋。掌握坐標(biāo)調(diào)整技巧,可顯著提升光譜數(shù)據(jù)分析的效率與可靠性,為光通信、激光物理、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研究提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。