光學測量

光學測量儀器分類

光學測量的被測件進行分類，主要分為3類：有源器件，無源器件，高速通信。有源器件主要有：調製器，發送器，接收機，放大器，MUX/DEMUX，光電和電光轉換器，以及激光源。無源器件主要有：濾波器，光纖，光連接器，光分路器，光衰減器。高速通信主要有：40G/100G光通信，廣播電視通信，光纖接入，4G通信，光纖無線電等。

通用光學參數測試類儀器主要有：可調諧和大功率激光源，光功率計，回波損耗測試儀，光衰減器，光開關，多波長計，光譜分析儀。

光電/偏振/複雜調製類儀器主要有：光波元器件分析儀/光色散和損耗分析儀，偏振分析儀和控制器，光調製分析儀，任意波形發生器，光/電和電/光轉換器。

比特誤碼率和波形分析類儀器主要有：串行/並行誤碼儀，光示波器和模塊。 ^{[2]  [1]} 

光學測量儀器應用

結合使用一個或多個光功率計與可調激光源 (TLS)，可以支持光功率與波長關係測量。此類測量常用於確定被測器件輸入功率與輸出功率的比值，比值稱為插入損耗，單位為 dB。當 TLS 在選中範圍內調諧波長時，功率計將定時採樣指定數量測量點的功率。通過一個觸發信號與 TLS 掃描同步，這些樣本能夠實現與對應波長的精確相關。使用多個功率計可以同時測量多端口器件 (例如多路複用器、功率分離器和波長開關) 的輸出。使用81600B、81940A 或 81980A TLS，以及功率計 (例如 816x 系列模塊或多端口 N7744A 和 N7745A) 和免費的 N7700A IL 軟件，可以組成一個測量系統。這些“波長掃描”例程的編程過程非常簡單，可以使用免費的 816x 即插即用驅動程序，並應用 N4150A 光基礎程序庫 (PFL) 的測量功能進行增強。該測量裝置在 TLS 後與 81610A 回波損耗模塊連接，還可以測量光反射 (回波損耗)。

這些激光源中內置波長監測功能，可以確保高波長精度和可重複性，特別是在快速波長掃描的過程中。這些“波長記錄”數據利用測量觸發信號實現與功率計的同步。如果需要更高的絕對波長精度，可通過氣體參考信號進行偏置校準，PFL 支持工程師方便地完成校準操作。InGaAs 功率檢測器在單模光纖波長範圍 (1260-1630nm) 內具有極小的響應度變化以及高靈敏度和寬動態範圍，是進行此類測量的最佳工具。N7744A 和 N7745A 功率計特別適合這些掃描波長測量：快速採樣率和寬信號帶寬可在高速掃描時獲得高分辨率的測量結果，而且測量跡線沒有失真。更快的數據傳輸速度可以極大提高吞吐量，尤其適合端口數量極多的情況。

使用多端口光功率計進行瞬時功率測量：通過測量光功率電平變化以確定光纖切換時間，從而觀察光纖移動或網絡重新配置所帶來的瞬時波動，這已經超出了大多數光功率計的設計功能。這些傳統光功率計通常僅用於對光功率電平 (常數或與其他儀器同步變化) 進行校準測量。傳統儀表的典型採樣率 (約 10 kHz)、數據容量 (約 100,000 個樣本) 以及到控制器的數據傳輸速度往往不足以支持此類時間相關應用。另外一些方法，例如結合了示波器的快速光電轉換器，已經在實際中得到應用，並在部分標準中得以採用。然而，這些方法往往以光功率校準為代價，需要額外的整合，並且對示波器帶寬提出了額外的要求。

現在，N7744A 4 端口和 N7745A 8 端口光功率計通過一個小巧完整的可編程儀器，並配合控制器計算機，可以輕鬆進行這些測量。這些新型功率計能夠以高達每秒百萬次的可選採樣率精確記錄光功率，每端口存儲高達200 萬個樣本，通過 USB 或 LAN 快速傳輸數據，支持同時進行測量和數據傳輸，實現不間斷的持續功率監測。新型 N7747A 和 N7748A 高靈敏度功率計可以用於相同的目的，區別在於較低的帶寬將採樣速率降低至萬次/秒，但能夠提供更低的噪聲，適用於弱信號測量。

對於任何高速通信信號，必須測試通道和基本信號特徵，以保證它們符合標準，並能夠與系統計劃中的其它設備進行互操作。以寬帶採樣示波器為基礎設計的數字通信分析儀(DCA)在研發、器件驗證和批量收發信機生產領域久享盛譽，被公認為是對光波形進行精確分析的行業標準。除了基本的眼圖和脈衝波形表徵之外， DCA 還能進行先進的抖動分析和通道阻抗表徵。

此類網絡具備三種拓撲：點到點、仲裁環路和交換結構。使用光收發器可以優化設備之間的連接。例如在交換拓撲結構中，SFP+ (8 GFC 和 16 GFC)、XFP (10 Gb/s) 和 SFP (≤ 4Gb/s)收發信機均用於連接交換結構和各種設備(例如存儲和計算設備)。用於測試光收發器的典型碼型包括 PRBS 系列、JSPAT 和 K28 系列，位於 N4960A 32 G 誤碼儀的預裝載碼型程序庫。

對於 16 GFC 應用 (14.025 Gb/s)， N4960A 能夠執行 BER 測量，提供壓力碼型發生器信號以進行接收機測試。16 GFC 設備通過精確表徵使得技術指標都在嚴格的容限範圍內。N4960A 結合了 N4980A 多儀器 BERT 軟件，也可提供抖動容限測試，以便完成精確表徵。 ^[2] 

主要應用的行業領域有：金屬製品加工業、模具、塑膠、五金、齒輪、手機等行業的檢測，以及工業界的產品開發、模具設計、手扳製作、原版雕刻、RP快速成型、電路檢測等領域。

主要儀器表現為：二次元、工具顯微鏡、光學影像測量儀、光學影像投影儀、三次元、三座標測量機、三維激光抄數機等。 ^[2] 

非接觸檢測技術的應用

在機械製造行業中，為了使機加工的產品能達到設計精度和質量要求，除了傳統的物理計量與檢測實現方法，可以運用高性能計算機及軟件技術、光學、光學成像、聲學與機器動作多種混合技術實現的邏輯計量與檢測，習慣將這些複雜的計量與檢測技術稱之為非接觸計量與檢測技術。將這些非接觸計量與檢測技術應用到為客户定製的計量與檢測工具和設備之中，在實際項目中取得了滿意的預期效果。技術實現方式如：

1） 光電檢測技術的應用

2） 輻射檢測技術的應用

3） 電量檢測技術的應用

4） 阻抗檢測技術的應用

5） 超聲檢測技術的應用

6） 特殊複雜傳感技術集成應用 ^[2] 

工業檢測系統設計

能根據客户的需求不斷的為客户提供性價比好的檢測系統。加快客户產品投放市場的進度，同時也提高客户產品在市場的競爭優勢。包括以下設計內容：

1） 數據處理：數據採集、數據分析、數據傳輸

2） 工業組態軟件設計：實時數據庫、實時控制、連網、開放數據接口、對I/O設備的廣泛支持。

3） 中央控制系統設計 ^[2] 

技術服務

在實際工作中，有的設備需要為了提高加工精度或增加其他所需的檢測功能。也需要提供相映的技術服務，使之具有更高自動化程度和自動計量與檢測功能。 ^[2] 

自動控制設計

將工業測試系統與工業自動控制有機的結合，從可編程序控制器應用設計（PLC）、非接觸檢測系統到中央控制系統設計，最終為提高機械設備的加工和自動校驗精度、實現智能化控制、提高成品率、縮短交貨週期、降低生產成本，全面提升企業的市場競爭力。 ^[2]