基于LabVIEW的平面光波导器件多功能测试系统研究

发布时间：2019-07-24 15:26

【摘要】：科学技术的飞速发展,推动了人们物质和文化生活水平的不断提高。海量的信息以及越来越多的仪器设备正在向着网络化和智能化的方向发展,这就要不断提高网络传输容量。光纤通信是目前满足人们获取长距离大容量信息的主要手段之一,经过几十年的不断发展,已经有越来越多的技术被应用到光纤通信系统中,典型的技术如波分复用(WDM)技术等已经广泛应用。在光纤通信系统中需要用到大量的光电器件如波分复用器、调制器、分束器、放大器、光开关等,这些器件在光网络中起着光上下路、路由、调制、保护以及自愈等功能。这些器件大部分是分立器件,目前的发展趋势无疑是向着集成化的方向发展。其中,平面光波导器件正在受到更多的重视,平面光波导器件与传统的光通信元器件相比,在几何尺寸、器件可靠性以及抗干扰性等方面具有优势,在成本方面更是优势明显。在材料选择方面,可以选择无机材料,也可以选择聚合物材料,器件制备工艺简单,更适合批量制备。光波导器件在各类电子产品中的应用越来越广泛,如高档的计算机系统、新型手机以及高档汽车,带有光波导器件的电子产品给人们日常生活正带来越来越多的便利,同时也对光波导器件提出了多样化的需求。因此,对光波导器件需要进行精心的设计、精密的制备和完善测试,特别是测试阶段,需要提高测试效率,发现产品缺陷并及时改善,从而保证光波导器件能够有更高的性能和长期靠性。平面光波导器件是高精度的光学器件,对其性能参数检测需要精密的仪器设备,这类仪器设备价格大多比较昂贵。虚拟仪器技术(Virtual Instrumentation,简称VI)是20世纪90年代提出的一种测试技术,主要技术特点是硬件功能软件化,依靠计算机软件进行数据处理和执行操作,该技术将许多需要硬件完成的信息处理工作改由软件完成,因此,该技术自提出以来,受到广泛重视,并正在逐渐成为测试领域的发展方向。Lab VIEW是图形化编程开发平台,由美国国家仪器(NI)公司推出,实时数据与信息处理功能强大,应用图标来表示软件功能模块,具有“所见即所得”的可视化编程界面;图标即功能模块之间用连线相接,该连线即可以表示各模块间的数据传输。Lab VIEW软件经过多年的改进与提高,不但继承了大多数高级编程语言的结构化和模块化编程的优点,而且支持层次化的设计,增强了用户程序的可读性。平面光波导测试系统属于非标准产品,大多利用现有仪器进行搭建,在使用的时候也大部分需要人工调试;而具有自动控制功能的平面光波导测试设备一般价格非常昂贵,市场上也很难买到。为了进一步发挥已购置设备的性能,达到一般程控测试系统的主要功能,本论文利用Lab VIEW编程,设计并完成了一种基于Lab VIEW的平面光波导测试系统,开展的主要研究工作是将目前光波导器件测试中使用的四种主要仪器即可调谐激光器(厂家型号:Santec TSL210)、双通道光功率计(厂家型号:ANDO AQ8203)、信号发生器(DG4062)和示波器(DS4024)进行Lab VIEW的程序控制,将可调谐激光器与光功率计的数据采集与控制线路通过GPIB总线与控制机数据采集卡相连,信号源与示波器通过USB接口与控制机连接,在控制机上采用Lab VIEW编程对这四个仪器进行控制,建立了能控制这些仪器的光波导器件测试系统,完成相应的程序编写与调制,并在此基础上,对制备的平面光波导热光开关器件的主要性能指标进行了测试。实际测试结果表明,该测试系统可以满足平面光波导器件如分束器、调制器、光开关等器件的程控测试。本论文研究开发的程控平面光波导器件测试系统,具有用户界面友好、成本低、便于功能拓展等优点,有较高的科研和实用价值,不但可以有效节省器件的测试时间,提高测试精度,而且可以提高测试效率,从而有效地提高科研效率。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN252

【参考文献】