什么是 RIN?

RIN 是相对强度噪声(Relative Intensity Noise)的缩写。

RIN 是一个表示激光光强波动的参数。

激光强度的波动是由于激光发射的光子的波长(能量)并非恒定不变。

RIN 的定义是单位频率的激光输出强度相对于其平均值的分数。

RIN 直接影响光通信中的信噪比(SNR);RIN 越低,光通信的信噪比就越高,单位带宽的传输容量就越大。因此,RIN 在支持近年来光通信容量的增长方面变得越来越重要。

什么是相对强度噪声 (RIN) 测量系统?

RIN 测量系统是指一种测量激光光强噪声特性并将结果定量可视化的设备

为客观评估噪声特性,RIN 测量结果以光谱形式显示。

相对强度噪声 (RIN) 测量系统的作用是什么?

RIN 测量系统已成为光通信系统设计、评估和验证过程中不可或缺的工具

它们在激光器的设计和开发阶段发挥着重要作用,可评估新设计激光器的性能,并提供反馈以提高其质量。

通过测量获得的数据,我们可以了解激光强度噪声的成因,并制定减少噪声的策略。

了解激光强度噪声对光通信系统整体性能的影响也很重要。通过使用 RIN 测量系统,我们可以了解激光的强度噪声,从而提高光通信系统的传输能力和可靠性。

近年来,光通信激光器的低功耗已成为一个重要问题。由于激光器的 RIN 是对电流消耗的权衡,为了实现低功耗和高通信容量,RIN 测量系统在激光器和使用激光器的通信系统的设计中占据越来越重要的地位。

在激光器的制造阶段,RIN 测量可以验证激光器的强度噪声是否在可接受的范围内,是否符合产品规格。使用 RIN 测量系统进行评估是确保激光器质量和最大限度提高其性能的重要步骤。

激光设备组件

相对强度噪声 (RIN) 测量系统的类型和比较

RIN 测量系统主要有两种类型。

一种是以频域频谱的形式测量,另一种是以时域瞬态特性的形式测量。下面将对每种方法进行详细说明。

光谱相对强度噪声 (RIN) 测量系统的结构

光谱相对强度噪声测量系统的主要组成部分包括光接收器、信号分析仪、数字万用表和分析软件。

激光通过光接收器转换成电信号并放大,然后输入信号分析仪。数字万用表测量光接收器接收到的光电流。信号分析仪获得的光谱信号与光电流值一起由分析软件进行数值处理,从而获得光谱形式的 RIN。

这种系统可提供详细的光谱 RIN 特性。此外,通过对 RIN 频谱应用滤波特性,还可获得任意带宽的总 RIN 特性。

另一方面,该系统只能测量未经调制的激光(CW 光)。此外,光电探测器和信号分析仪必须具有足够低的噪声,分析软件必须基于物理原理进行精确计算。整个系统必须经过精确校准,以提高测量精度。

信号分析仪图像

瞬态特性相对强度噪声 (RIN) 测量系统的结构

瞬态 RIN 系统的主要组件包括光接收器、示波器和分析软件。

激光由光电探测器转换成电信号,并由示波器捕捉时域信号。根据瞬态波形的统计分布,使用分析软件计算 RIN。

这种系统也可以测量调制激光信号的 RIN。不过,示波器的振幅分辨率通常不足以进行 RIN 测量,因此不适合评估最新光通信系统所需的极低 RIN 特性。此外,由于只能获得系统带宽内 RIN 的平均值,因此无法获得足够的信息来详细分析激光器的 RIN。测量的带宽仅限于硬件带宽,无法对频率特性进行补偿。

示波器图像

相对强度噪声 (RIN) 评估

RIN 的结果通常用 dB/Hz 表示。数值越低,激光器的噪声越小。

激光器所需的 RIN 性能取决于适用的通信标准。最新的光收发器标准要求 RIN 特性低于 -140 dB/Hz。

此外,测得的 RIN 还取决于频谱的频率。RIN 必须在与使用激光的传输系统相同的带宽内进行评估。因此,需要在高达 50 GHz 的宽频带内对 RIN 进行评估。

RIN 的光谱形状取决于激光器的结构。需要分析激光器设计和制造参数的变化对 RIN 的影响。

Evaluation of relative intensity noise

RIN 受外部电气噪声和激光器背向反射光的影响很大。这些情况可以通过 RIN 光谱的形状来区分。

SYCATUS 产品可以解决您的相对强度噪声 (RIN) 测量问题!

相对强度噪声(RIN)测量是确保激光器性能的重要过程,需要理解和正确操作。

然而,正确测量 RIN 需要先进的专业知识和技术。

SYCATUS 的 A0010A RIN 测量系统使用高灵敏度、低噪声光学接收器和 Keysight Technologies 的高性能 X 系列信号分析仪,在 50 GHz 的宽测量带宽(世界最大带宽)上评估 RIN 频谱。

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SYCATUS 独有的全系统校准技术可提供卓越的测量精度和可重复性。

我们希望您能在激光开发、制造和评估中使用我们的 A0010A 测量系统。

结论: 相对强度噪声 (RIN) 测量系统的作用及其解释

RIN 测量是评估激光性能和确保其质量的重要过程。然而,这是一个具有挑战性的测量项目,因为测量系统的结构和性能在很大程度上会影响评估结果,并且需要专业知识和技术。

此外,对于 RIN 测量结果的评估,不仅要考虑平均值,还要考虑频率相关性。

选择一个具有适当功能和精确数字计算的测量系统,将使您能够进行高精度的测量,并提高激光器的性能。

SYCATUS 的 A0010A 相对强度噪声测量系统可让您准确、轻松地评估激光器的 RIN 性能,而无需 RIN 测量方面的专业知识或复杂的测量过程。

这不仅节省了用户的时间和精力,还大大提高了激光器的质量。希望您能充分利用 A0010A RIN 测量系统。

在下一个专栏中,我们将介绍 "我能否自制光学噪声测量系统?"。敬请期待。

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