一、概述
thorlabs公司的光譜分析儀（osa）是以波長為函數(shù)關(guān)系測量光源光功率的通用儀器。該儀器對于分析寬帶光信號、增益芯片的法布里-玻羅模式或長相干長度單模外諧振腔激光器而言是綽綽有余的。類似的osa還有典型的基于光柵的單色儀。thorlabs公司的osa是一種傅里葉變換光譜分析儀（ft-osa），采用以插/拔構(gòu)造的掃描邁克爾遜干涉儀構(gòu)建，如下圖所示。這種構(gòu)造可以實現(xiàn)帶額外高精度波長計的全功能osa設(shè)計。
二、設(shè)計原理
osa203具有一個fc/pc型光纖輸入端。它可以使用ø50微米的單?；蚨嗄９饫w。如需要求，我們也可以提供其它輸入插頭。該儀器設(shè)計用于測量連續(xù)波光源，不能工作在一些使用脈沖光源的應(yīng)用之中。請討論脈沖光源應(yīng)用的解決方案。在準直輸入信號后，光信號會被一個分束器分為兩路光路。這兩路光路的光程差在0到±40毫米之間變化。準直的光場在分束器會發(fā)生干涉。左圖中顯示的探測器部件記錄干涉圖樣，一般稱之為干涉圖。這種干涉圖是輸入光譜的自相關(guān)波形。通過將該波形進行傅里葉變換后，就可以復(fù)現(xiàn)出光譜信號。zui終得到的光譜具有高分辨率和很寬的波長覆蓋范圍，其中光譜分辨率與光延遲范圍相關(guān)。其波長范圍會被探測器和光學(xué)鍍膜的帶寬所限制。此外，我們系統(tǒng)包含了穩(wěn)頻hene參考激光器，因此其精度就得到了保障，該激光器可以提供高精度的光路長度變化測量，使系統(tǒng)可以實現(xiàn)連續(xù)的自校準。該過程保證了精度超越光柵型osa的光學(xué)分析能力。
thorlab公司的光譜分析儀采用兩個反射器，如圖所示。這些反射器安裝在一個音圈驅(qū)動平臺上，該平臺可以使干涉儀的兩個參考臂同時、反方向進行動態(tài)變化。當平臺移動時，干涉儀的光程差（opd）變化是平臺機械運動距離的四倍。opd的變化直接與ft-osa的zui小精度成比例。通過該裝置，osa203可以在1550納米光波下將光譜特性值變?yōu)?0皮米。光譜分辨率是根據(jù)瑞利判據(jù)而定義的。當用作波長計時，其分辨率會發(fā)生明顯改善（對于osa203而言是0.2皮米）。我們的光譜分析儀采用了一個嵌入式的自穩(wěn)定hene參考激光器來通過干涉方式記錄光程長度的變化。該參考激光器位于干涉儀內(nèi)部，與未知光具有相同的光路，這樣一來兩個光源的光程變化就*相同了。干涉儀還采用了一塊色散補償板來修正干涉儀兩參考臂的波長相關(guān)的光程長度差異，這種差異是由分束器造成的。
三、參數(shù)規(guī)格
四、操作
其圖形用戶界面便于用戶在通過usb接口連接到ft-osa的計算機上進行操作。該計算機可以記錄ft-osa產(chǎn)生的干涉信號，然后將其進行快速傅里葉變換（fft）后就可以得到zui后的光譜結(jié)果。單色光可以通過采用ft-osa的波長計模式以亞皮米分辨率進行觀察。寬帶光則可以用osa的軟件進行觀察，該軟件帶有內(nèi)置縮放和峰值分析功能。其中的峰值辨別器可以選擇超過用戶定義強度的波帶，并根據(jù)其波長（納米）、波數(shù)（cm-1）或頻率（ghz）來顯示。該儀器在1550納米波長時的光譜分辨率為60皮米，波長精度高于2皮米。在波長儀模式下分辨率為0.2皮米。
五、軟件
購買ft-osa將附帶的臺式計算機，其中預(yù)裝有軟件包。預(yù)裝的軟件帶有定制的圖形用戶界面，用具獲取、檢查、操縱和分析光譜數(shù)據(jù)和干涉圖。該軟件便于定位和追跡光譜的波峰和波谷、在整個波長范圍內(nèi)測量輸入光功率、實時計算吸收光譜或隨著時間追蹤各種參數(shù)變化。該儀器還附帶設(shè)備接口庫，包含數(shù)據(jù)獲取的多種程序、儀器控制和光譜數(shù)據(jù)處理和操作。該接口庫還可以通過labview、c、c++、c#、java或其他編程語言來為用戶自身應(yīng)用開發(fā)定制軟件。每臺osa都附帶一套labview程序，可以協(xié)助您編寫您需要的應(yīng)用程序。下面的截屏圖是用附帶的軟件生成的。每個追跡結(jié)果都采用了1550納米激光二極管，說明了用光譜分析儀可能實現(xiàn)的各種測量。
圖示：1550納米增益芯片的ase光譜，軟件經(jīng)過設(shè)置可以顯示光譜和光功率。波長計模式窗口也被激活