osa光谱分析仪基本原理.doc

OSA(Optical Spectrum Analysis,光譜分析儀)基本原理 (圖一)為OSA的基本方塊圖,它是利用一個波長範圍很小的動態帶通濾波器將每一個波長的強度量測出來,並將它的強度與波長的關係描繪出來,如(圖二). 圖(一) 圖(二) 二. 光學濾波器 濾波器在OSA系統中扮演著很重要的角色,通常一台OAS的優劣都取決於它濾波的精度.在OSA中最常使用的濾波器為diffraction-grating-based 的濾波器(圖三),它是利用繞射光柵將不同波長的光分開來,並利用狹縫將不同波長的光選擇出來. 圖(三) (圖四)是基本經過一次繞射光柵將波長分離的OSA光路 圖(四) 圖,其基本原理就是利用旋轉光柵來控制不同波長的光進入狹縫中,藉以將不同波長的信號選取出來.但是因為只經過一 次的濾波,無法使濾波器的波長選取的範圍很狹窄,所以我們使用了兩次濾波的方法,(圖五)為一次濾波與兩次濾波的光譜 比較,我們可以看出兩次濾波的效果比一次濾波好很多,而且由於雜訊濾除效果很好,故可以有較大的訊號動態幅度,所以在一次濾波所看不到的二次諧波,在二次濾波可以看的到(圖五). 　再兩次濾波系統的做法大致可分為三種,第一種(圖六)是直接在第一次濾波器後在加一個濾波器,其架構分析最簡單,但所使用之光學元件太多,使其調整上有很大的困難,而且系統的尺寸也太大了. 圖(六) 第二種(圖七)是將輸入光經過同一個繞射光柵兩次,其工作步驟為:光由(1)輸入經由準直透鏡打到光柵上,光柵將不同的頻率的光分開後,再由光(2)打入狹縫中,將光選出來,在經過光(3)打入光柵再將頻率分的更細,經由光(4)利用光纖當狹縫將光選取出來.此種方式因將原件簡化,故其尺寸較小而且有較高的動態範圍. 圖(七) 第三種(圖八)是先將光打入光柵中再經過反射鏡打回光柵中,等於先將光做兩次的分光,再經過狹縫將光選出來.但因此種光路作法會使的不同的偏振光產生不同的效果，故會使的不同的光會產生不同的效應。 圖(八)