激光器线性度测试在光通信、光谱分析、激光雷达、超快光学、计量等领域中至关重要其测试结果直接影响各类系统的信号准确性、测量精度和数据质量。例如在频率调制连续波激光雷达FMCW LiDAR中激光频率扫频的线性程度决定了测距精度在高速相干光通信中快速波长切换和调制线性度影响信号质量 。因此研究如何测试和提高激光器的调制线性度具有重要意义。本文将介绍RIGOL DG70000系列任意波形发生器在激光器线性度测试中的应用。测试原理频率调制与闭环校正激光器线性度测试的核心目标是获取“驱动信号—光频率”特性曲线并尽量使其接近理想线性。01频率调制FM主导相较于强度调制IM客户采用频率调制技术来控制激光器输出。通过改变光载波频率来调制信号这种方式具有更强的抗干扰能力能有效减少环境噪声和器件非线性对信号的影响。02闭环测试链路· 信号驱动利用任意波形发生器AWG生成经过设计的复杂波表Wave table驱动激光器。· 光频测量通过非平衡干涉仪或高精度光谱仪实时测量激光瞬时频率。· 线性评估与校正绘制“驱动电压—光频率”曲线计算非线性误差。利用预失真Pre-distortion或迭代算法反向调整AWG输出的驱动波形补偿激光器的固有非线性从而实现高线性度的扫频输出。测试挑战长波形、高同步与精细调控在构建高精度线性度测试系统时实验室面临以下核心技术挑战01超长波形生成的存储瓶颈为了实现宽范围且高分辨率的频率扫描同时进行精细的预失真校正驱动信号往往非常复杂。客户在实验中需要生成长度高达80 Mpts甚至更大长度的波表信号。普通的信号发生器存储深度有限无法一次性加载如此长时基的调制信号导致测试不仅需要分段进行还容易引入拼接误差。02采样率与频率步进的适配性不同型号的激光器响应特性不同且在预失真调试过程中需要灵活调整信号的采样率以改变扫频速率和分辨率。测试设备需具备在宽范围内如100 Sa/s至5 GSa/s自由调节采样率的能力以匹配200 MHz至数GHz频率范围内的精确调节需求。03多路信号协同工作的难题客户测试系统不仅需要AWG输出调制信号还需要另一台信号源如AFG提供同步的辅助信号或直流偏置来精确调节激光器工作点。两路信号必须保持皮秒级至纳秒级的严格同步。如果同步性差会导致驱动信号与频率响应失配直接影响线性度校正算法的准确性。解决方案针对上述挑战RIGOL提供了以DG70000系列任意波形发生器为核心的两套测试方案。高性能方案1台四通道DG70004一机完成调制信号和同步信号实现皮秒级精密同步。高性价比方案1台两通道DG70002输出主调制波形1台两通道DG5502 Pro输出同步辅助信号。高性能测试方案01全新升级的深存储轻松应对超长复杂波表全新升级的DG70000系列任意波形发生器具备3 Gpts双通道共享的任意波长度这使得客户能够轻松加载样本点多且复杂的调制波表无需分段即可输出连续、完整的复杂预失真波形有效缓解了长时基信号生成的存储瓶颈。备注示波器中测得周期为600ms当前AWG输出采样率为5GSa/s此时通过输出采样率x周期时间得出当前波形的点数为3,000,000,000pts02灵活采样率实现精细频率控制DG70000系列任意波形发生器支持在100 Sa/s 至12 GSa/s 范围内自由设定采样率可输出低至400 ps的窄脉冲真实还原信号。DC~5 GHz输出频率范围满足更多场景应用。在实验中客户利用这一特性根据不同激光器器件的特性灵活调整采样率实现了在200 MHz频率范围内对激光器驱动信号的精确调节确保了信号与应用场景的高度匹配。03多设备协同皮秒级精准同步DG70000系列任意波形发生器构建的高性能方案使用DG70004任意波形发生器输出主调制波形和同步辅助信号。利用一机多通道间高精度同步实现了精准的信号协同。这种架构确保了调制信号与偏置调节信号在时域上的严格对齐大幅提升了“驱动—光频”曲线测量的重复性与稳定性。高性价比测试方案依托RIGOL的高精准度与多设备协同技术一台DG70002任意波形发生器与一台DG5502 Pro函数/任意波形发生器共同构建了高性价比的组合测试方案。该方案通过外部触发与参考时钟连接实现了双机信号协同并充分发挥了DG5502 Pro在通道对地隔离、500 MHz带宽及高同步精度通道间±500 ps、通道同步±200 ps方面的性能优势为客户提供了高性价比测试方案的选择。同时DG5000 Pro系列函数/任意波形发生器特惠活动盛大开启全系机型限时免费解锁所有选配功能全面满足半导体、光伏逆变器、新能源汽车DC/DC变换器以及科研教育等领域的多元化测试需求。小 结基于高性价比测试方案用户实验室成功验证了多个激光器器件在不同频率变化下的线性度并为其匹配了理想的频率波表。实验结果表明经过校正后的激光器在宽频率范围内保持了稳定的线性响应为TDLAS气体检测及相干光通信系统提供了高质量的光源保障。