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薄膜濾波器是一個很薄的小方塊，由多層玻璃制成，用于在 CWDM 和 DWDM 模塊中對各種波長信號進行過濾處理。
顯然，將器件集成到成品之前對其進行測試最好不過了，因為組裝好產(chǎn)品后一旦發(fā)現(xiàn)元件存在不足，要進行校正往往為時已晚。正因如此，CWDM 模塊制造商們早在生產(chǎn)階段就對其設備執(zhí)行 IL、PDL 和 ORL 檢測。這些年來在光學定位、元件粘合、光纖輸入/輸出集成以及封裝等方面的持續(xù)科研投資成果甚豐。所以，CWDM 模塊制造商可借助這些成果，在將薄膜濾波器裝入 CWDM 模塊之前對其進行鑒定，進而節(jié)約了大量成本。
許多制造商從第三方供應商處購買薄膜濾波器，而他們大都只對 10% 到 20% 的所購濾波器執(zhí)行 IL 測試。其測試裝置通常由一個寬帶光源、一個 OSA 和幾個準直器組成，可對發(fā)送和反射的信號進行鑒定。這其中存在的問題是，準直器非常小，所以必須不斷重新調(diào)整入射光和被測設備，使其與信號發(fā)送和反射準直器對齊；這通常需要手動操作以確保準確測量。
我們的途徑：IQS-12008 全波段元件分析儀
使用 EXFO 的 IQS-12008 全波段元件分析儀對薄膜濾波器執(zhí)行測試的主要優(yōu)勢是：光線可以輕松在 5 mm 表面上（我們的光纖適配器和遠程檢測器頭）實現(xiàn)對準，遠遠優(yōu)于光線在 100 µm 表面上（即一個準直器）對準。同時也會極大加快處理速度，甚至還可以進行自動測量，這樣可測試所有的濾波器（而不是僅僅測量其中的 10% 到 20%）。
EXFO 的 IQS-12008 全波段元件分析儀最初是專為大范圍無源元件測試應用而設計的，包括 CWDM 多路復用器和多路信號分解器、FTTH/PON 分線器、WDM 過濾器和三工器、光纖的譜損、寬帶耦合器、Raman 元件、衰減器和衰減器陣列、隔離器和環(huán)形器、混合元件、消偏振器等。
此系統(tǒng)采用覆蓋 1260 到 1630 nm 波長范圍（O、E、S、C、L 和 U 波段）的可調(diào)式激光光源，允許用戶按照不同波長，快速且精確的執(zhí)行插入損耗 (IL)、光回損 (ORL) 和偏振相關損耗 (PDL) 測量。此全波段測試系統(tǒng)可以提供完整測試，從而避免由于需要集成多個光源和拼接數(shù)據(jù)所造成測試參數(shù)精度降低的情況。
除了上述所有功能外，EXFO 還為 IQS-12008 增加了一項新的功能，以滿足用戶測量自由空間光學元件的需求。通過這種方式，我們發(fā)現(xiàn)我們的自由空間元件測量方法對于測量 CWDM 模塊中的薄膜過濾器也特別有用。
本文簡要介紹了我們?yōu)槭勾藘x器能夠鑒定自由空間元件所做的改進，并給出了執(zhí)行這些測量所需的測試裝置。
實現(xiàn)自由空間元件測量
為了進行自由空間元件測量，而同時又不影響所有其它測量能力的質(zhì)量和準確性，必須要開展以下幾項重要的事情。必須對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)取樣卡進行改進，添加一個 BNC 連接器（而非標準檢測器）。同時，必須開發(fā)新的遠程頭和帶有透鏡的光纖適配器。當然，仍使用標準檢測器（低 PDR，1 mm InGaAs），但將其安裝在一個金屬立方體上，即遠程頭上，可以很方便的擰到標準光學接線柱和固定器工具上。遠程頭/檢測器配備了另外一個 BNC 連接器并通過一根低噪音雙重屏蔽光纜完成組裝。
旋到遠程頭的特殊光纖適配器 (FOA) 使用透鏡，可仿真 5 mm 檢測器。因為我們處理的是自由空間光學器件，因此必須首先捕獲通過被測設備的光信號，然后再聚焦到檢測器。
圖 1. IQS-12008 全波段元件分析儀
下圖說明為實現(xiàn)自由空間測量而進行的改進：
執(zhí)行自由空間測量的裝置也是不同的。關鍵是正確對準所有的東西。因此，還需要光機械固定器。
薄膜濾波器測試的特性
通過如圖 4 所示的自由空間測量裝置，用戶可測量當今針對電信應用領域而制造的所有濾波器。
下圖顯示了通過 EXFO 的 IQS-12008 全波段元件分析儀執(zhí)行薄膜濾波器測量的示例。
 圖 5.四個薄膜濾波器 (DUT)
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 圖 6.一個薄膜濾波器的全波段 IL 分析屏幕截圖
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測試中所用的濾波器用于 C 和 L 波段，正如結果所證明（如圖 6），如果不在 O 波段上測試，不可能知道此類設備的確切影響。這種情況下，可使用 1300 nm 左右的另一帶通濾波器。
入射角對測量的影響
設計此方面時，我們力圖確保測量的準確性不被影響。因此，我們的系統(tǒng)可確保入射角方面存在的差異不會影響到達檢測器的光線。以下是對入射角為 0º 的光束和入射角為 1.8º 的信號的軌跡比較簡略說明。
在 0º，光束沒有任何偏差地通過了薄膜濾波器 (DUT)（見圖 7），同時沒有任何偏差地到達了檢測器（見圖 8）。
 圖 7.入射角為 0º 時光通過 DUT 的軌跡 |
 圖 8.入射角為 0º 時光束到達檢測器的軌跡（紅線） |
在 1.8º，光束以 1.8º 的偏差通過了薄膜濾波器 (DUT)（見圖 9），但到達檢測器時偏差極小，對最終結果沒有影響（見圖 10）。
 圖 9.入射角為 1.8º 時光通過 DUT 的軌跡 |
 圖 10.入射角為 1.8º 時光到達檢測器的軌跡（右側的豎線） |
結論
如上所述，全波段測量在當今的應用中變得極其重要，但直到現(xiàn)在為止還沒有真正意義上的實現(xiàn)自由空間測量的系統(tǒng)。EXFO 將一如既往地開發(fā)此項特殊自由空間技術，確保自由空間測量高效且準確，不會影響其它測量質(zhì)量并能覆蓋所有的波段，從而滿足用戶在此方面的特定需求。
