MSC9710C光谱分析仪使用说明书讲课教案.docx

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MSC9710C光谱分析仪使用说明书讲课教案

MSC9710C光谱分析仪使用说明书

MSC9710C光谱分析仪使用说明

1引言

MS9710C光谱分析仪可以测试从600nm至1750nm波长范围的光谱特性，最大分辨率达0.05nm。

在我们传输，常用MSC9710C来分析单纵膜、多纵膜、LED等光源的光谱特性；测试无源光器件的插损、隔离度；测试光放的增益、信噪比等性能参数以及分析WDM方式下光谱特性。

MS9710C光谱分析仪的前面板如图1所示，包括显示屏、软区、快捷键、测试孔、数值键、旋钮等组成。

屏幕的底部有一排菜单，有一排软键与菜单相对应，在测试过程中，可以用F8进行翻页，并用相对应的软键确认进入菜单设置，用Prior返回前一级菜单。

图1MS9710C光谱分析仪的前面板

在介绍各项指标测试方法之前，首先讲一下MSC9710C光谱分析仪的基本操作方法。

2MSC9710C光谱分析的基本操作方法

2.1开机

♦把光谱分析仪放置平稳

♦检查电源线、保险丝安装正确，保证仪器可靠接地、连接电源插座

♦打开仪器的电源开关PowerSwitch

2.2接好光源

在把光源输入光谱分析仪的测试口之前，最好测一下光源的光功率。

如果您的输入光功率超过光谱分析仪的输入允许范围，将损坏光谱分析仪的光口。

光谱分析仪内置有光衰减器，当关闭衰减功能时，允许输入的最大光功率为10dB；当开启衰减器时，允许最大的输入光功率为+23dB。

光谱分析仪内部衰减的设置方法为：

LevelScale>AttOff/On，AttOff/On表示没有开启内部误减器，AttOff/On表示加了衰减。

在保证您的光源强度不会损坏光谱分析仪的前提下，您可以将光源输入MSC9710C的测试口。

2.3输入光源

按一下面板右下角的“AutoMeasure”或者“Single”、“Repeat”可以把光源扫入光谱分析仪中。

用“AutoMeasure”扫入光源时，光谱分析仪自动根据输入光谱的波长和功率调整调节横坐标比例Span等选项，并把光谱主纵模放置在屏幕中间；Single、Repeat只是把光谱扫入仪器，不改变设置，Single是单步扫描，Repeat是重复扫描方式。

扫描的时候都可以按“STOP”键停止。

2.4常用设置

扫入光源后，应该调节Wavelength下面的Span以及LevelScale下面的Log（/Div），在屏幕上清晰显示被测光谱，一般光谱放置在屏幕正中间，仪器分辨率Res设置为0.1nm，视频分辨率VBW设为1KHZ。

常用设置说明如下：

♦设置屏幕中心显示波长：

Wavelegth>CenterWL，然后用Knob或数值键输入数值。

♦设置横坐标比例Span：

Wavelegth>Span，然后用Knob或数值键输入数值或者直接用功能键选择。

♦选择波长的单位：

Wavelegth>MkrvalueW1/Freq是以nm为波长的单位；頦avelegth>MkrvalueW1/Freq是以THZ为波长的单位。

♦把光谱主纵模显示在屏幕中间：

按面板上的快捷键CENTER

♦选择光功率的单位：

设置以dB为单位：

LevelScale>Log（/Div）；设置以uw为单位LevelScale>LinearLevel，如果要调节纵坐标的比例，则用Knob或数值键输入数值或者直接用功能键选择。

♦设置仪器分辨率：

Res/VBW/Avg>Res，然后用屏幕右边的功能键选择数值，光谱分析仪屏幕右边显示的可供选择Res的值（Res的值只能设置成下表显示的值）：

F1f2f3f4f5f6

1nm0.5nm0.2nm0.1nm0.07nm0.05nm

在测试过程中，当测试比较窄的光谱时（如LD），应把分辨率打小一些，当测试光谱比较宽的光谱时（如LED），Res应设大一大些。

♦设置视频分辨率：

Res/VBW/Avg>VBW，或按快捷键VBW，则会显示当前的VBW，可用屏幕右边的功能键选择数值，光谱分析仪屏幕右边显示的可供选择VBW的值为：

F1f2f3f4f5f6

1MHZ100KHZ10KHZ1KHZ100HZ10HZ

♦寻找主纵模峰值点并显示峰值点的参数：

按面板上的快捷键

，光标自动移到主纵模峰值点并在屏幕上显示峰值点的参数。

2.5校准

为了保证测试结果的正确性，您可以先校准一下光谱分析仪。

校准包括波长和功率，校准时最好用波长与功率比较稳定的可调光源发出的1.3um或1.55um的单纵模光源进行。

2.5.1功率校准

♦调节可调光源输出的1.3um或1.55um的单纵模光源，并经可调衰减器衰减到-23dB，用光纤接入光谱仪测试孔。

♦Cal>AutoAlign进行光坐标自动对准

♦按“Repeat”重复扫描参考光源，并按

显示峰值功率。

♦然后进入“CaL”，选择“LevelOffset”，用Knob或数值键调整功率补偿值，直到屏幕上显示的峰值功率为-23dB为至。

校准完成后，光谱分析仪能自动保存校准结果。

2.5.2波长校准

校准波长时可用光谱分析仪本身的校准光源，也可用外部光源进行校准，用外部的光源进行波长校准时，校准时最好用波长与功率比较稳定的可调光源发出的1.3um或1.55um的单纵模光源进行。

a、利用光谱分析仪内部校准源进行校准：

♦用光纤把MS9710C光谱分析仪后面板上的校准光源接入测试孔

♦Cal>AutoAlign进行光坐标自动对准

♦按一下面板上的（Output）打开光谱分析仪的参考光源

♦然后选择“CaL”选项，按下“W1Cal（Ref）”，按一下“Execute”校准就开始了。

b、利用光谱分析仪外部校准源进行校准：

♦利用外部校准源进行校准时，必需选择比较稳定的1.3um或1.55um单纵膜光源，并用多波长计等测试波长比较精确的仪表测出光源的波长。

♦用光纤把参考光源接入测试孔

♦Cal>AutoAlign进行光坐标自动对准

♦然后选择“CaL”选项，按下“W1Cal（Ext）”，按一下“Execute”校准就开始了。

♦按“Repeat”重复扫描参考光源，并按显示峰值波长。

♦然后进入“CaL”，选择“W1Offset”，用Knob或数值键调整波长补偿值，直到屏幕上显示的峰值波长等于参考光源的波长为至。

校准完成后，光谱分析仪能自动保存校准结果。

2.6保存和输出

Save/Recall进入保存/调出保存内容的菜单界面，首先进入FileOption选择文件的保存形式（一般选BMP形式）和磁盘的类型，然后Save保存文件。

界面如图2所示。

图2保存文件的操作界面

如果您想把波形打印出来，按一下COPY键即可（在仪表的左手边）。

3常用测试项目测试简介

看到这里，您应该对MSC9710C光谱分析仪的基本操作有所了解了，下面就介绍一下使用MSC9710C进行光谱特性指标测试的方法。

3.1光源光谱特性的测试方法

主要测试项目：

工作波长、最大-20dB带宽、最小边模抑制比（SMSR）和平均发送光功率等。

3.1.1工作波长的测试方法

工作波长指的是主纵模最大功率跌落3dB处的中心波长。

测试步骤：

♦打开仪表，接上光纤，按下“AutoMeasure”按钮，让仪表自动扫入光谱。

（在测试工作波长之前，最好对光谱分析仪进行波长校准）。

♦调节Wavelength下面的Span以及LevelScale下面的Log（/Div），在屏幕上清晰显示被测光谱。

♦选择波长的单位：

Wavelegth>MkrvalueW1/Freq是以nm为波长的单位；Wavelegth>MkrvalueW1/Freq是以THZ为波长的单位。

♦选择“Analysis”选项（如果没有，可以不断地按下界面上返回图标对应的按钮F8进行翻页，直至它出现为止。

如果您按“Analysis”对应的按键，仪表发出“咚”的提示声，并不能进入Analysis界面时，不要奇怪，MSC9710C光谱分析仪处在“Application”界面时，不能同时进入“Analysis”，此时您只要返回“Application”界面，按一下仪表右下角“off”，关闭Application窗口即可。

），进入“Analysis”界面后，按下“Threshold”对应的按钮，选择3dB，屏幕上显示的

对应的值是工作波长。

测试界面如图3所示。

如果您觉得屏幕上显示的光谱不够清晰，可以进入Wavelength>Span和Level>Log（/div）界面，调节横坐标和纵坐标的比例，使波形放大。

如果您需要保存或打印结果，按照MSC9710C光谱分析仪的基本操作方法中的“保存和输出”中所提示操作即可。

图3工作波长测试界面

3.1.2最小边模抑制比（SMSR）

SMSR定义为主纵模（M1）的平均光功率与最显著的边模（M2）的光功率之比的最小值，用公式表示为

测试步骤：

♦打开仪表，接上光纤，按下“AutoMeasure”按钮，让仪表自动扫入光谱。

♦调节Wavelength下面的Span以及LevelScale下面的Log（/Div），在屏幕上清晰显示被测光谱。

♦选择“Analysis”选项，进入“Analysis”界面后，选择“SMSR”对应的按键，进入SMSR测试界面，然后选择屏幕右边选项“2nd”对应的按键f1。

屏幕上显示的

对应的值就是最小边模抑制比（SMSR）。

测试界面如图4所示。

如果您需要保存或输出结果，按照MSC9710C光谱分析仪的基本操作方法中的“保存和输出”中所提示操作即可。

图4最小边模抑制比测试界面

♦最小边模抑制比（SMSR）的测试还可以这样：

选择“Application”选项，按下界面下的DFB-LDTest对应的按钮，此时可以直接从屏幕上读出SMSR。

如图5所示。

图5最小边模抑制测试界面

3.1.3最大-20dB谱宽

主纵模中心波长的最大峰值功率跌落-20dB时的光谱最大全宽。

测试步骤：

♦打开仪表，接上光纤，按下“AutoMeasure”按钮，让仪表自动扫入光谱。

♦调节Wavelength下面的Span以及LevelScale下面的Log（/Div），在屏幕上清晰显示被测光谱。

♦选择“Application”选项，按下界面下的DFB-LDTest对应的按钮，然后按下nBWidth，用数值键或Knob输入20，-20dBWidth后面对应的数值就是-20dB谱宽，如图6所示。

图6-20dB谱宽测试界面

3.1.4最大均方根谱宽（б）

最大均方根谱宽是度量光脉冲能量的集中程度，对于多纵模激光器和发光二极管这样光能量比较分散的光源的，采用最大均方根谱宽（б）来表征其光谱宽度。

（有时会用FWHM来表征此指标，FWHM=2.35б）

测试步骤：

♦打开仪表，接上光纤，按下“AutoMeasure”按钮，让仪表自动扫入光谱。

♦选择波长的单位：

Wavelegth>MkrvalueW1/Freq是以nm为波长的单位；頦avelegth>MkrvalueW1/Freq是以THZ为波长的单位。

♦选择“Analysis”选项，这时出现测量参数的界面，按下界面上的“RMS”对应的按钮，按界面上的“

=1.00б”对应的按钮，界面上会出现“k〥：

”的文字，它后面跟着的就是光源的最大方均根谱宽。

图7均方根谱宽测试界面

3.2光放性能参数的测试

光放需用光谱分析仪的测试项目有：

增益Gain、噪声系数NF、增益平坦度。

测试步骤：

♦按下Application鐿pt.AmpTest进入光放测试程序，

♦接着把未经光放的光源插入光谱分析仪的测试孔，选择MemoryPin/Pout，按下把光源扫入光谱分析仪中；

♦然后把经光放放大后的光源插入测试孔，选择MemoryPin/Pout，按下Single扫入光谱，调整光谱分析仪的显示波长范围和纵坐标比例，将需要测试的波长显示在屏幕的中间，

♦此时屏幕上就会显示测试数据，NF（S-ASE）后面跟随的数据是噪声系数（NoiseFigure），Gain后面跟随的数据是增益（Gain）（如图8所示）。

当输入光放有多个波长时，所有波长中增益最大值与最小值的差就是增益平坦度。

图8光放测试界面

3.3WDM方式下光谱特性的测试

在DWDM方式下需测试的项目有：

波长、功率、平坦度和信噪比，测试步骤：

♦调整光谱分析仪的显示波长范围和纵坐标比例，将需要测试的波长显示在屏幕中间

♦选择Application>WDM>Single，把被测光谱扫入光谱分析仪

♦DisplayMode>SNR选择信噪比显示方式（在屏幕上显示峰值波长、功率和信噪比），每一波长的波长、功率和信噪比SNR分别显示在屏幕上。

♦平坦度是指每通道最大功率与最小功率的差值。

图9WDM方式下光谱特性的测试

3.4插损和隔离度测试

3.4.1插损的测试

测试插损一般用到Traces和Marker功能。

有两种测试方法，方法一比较简单，一般可以用方法一；如果经无源光器件后，光谱形状没改变，也可以用方法二进行测试。

（1）方法一的测试步骤：

♦把未经器件的光源输入光谱分析仪的测试孔，选择Traces>ActiveA>Signle，把光源扫入光谱分析仪，调整光谱分析仪的显示波长范围和纵坐标比例，将需要测试的波长显示在屏幕中间，并按MemoryA对应的键把光谱保存在MemoryA中。

♦把经过无源光器件输出的光输入光谱分析仪的测试孔，选择MemoryB

♦选择TraceA-B，按Signle扫入光谱，此时屏幕上就会一条两者差值的光谱

♦选择Marker>TMKr，输入被测光谱的波长，屏幕左上角TMKr下面显示的就是插损。

（2）方法二的测试步骤：

♦把未经器件的光源输入光谱分析仪的测试孔，选择Traces>ActiveA>Signle，把光源扫入光谱分析仪，调整光谱分析仪的显示波长范围和纵坐标比例，将需要测试的波长显示在屏幕中间，并按MemoryA对应的键把光谱保存在MemoryA中。

♦把经过无源光器件输出的光输入光谱分析仪的测试孔，选择MemoryB

♦选择TraceA﹠B，按Signle扫入光谱，此时屏幕上就会二条光谱（如图10所示），一是光源，二是经无源光器件后的输出光谱。

♦选择Marker，然后移动LMkr_C和LMkr_D，使LMkr_C和LMkr_D分别对齐两光谱的顶点，如图8所示，屏幕上显示的C-D的值是插损。

图10插损测试界面

3.4.2隔离度的测试

测试隔离度（串扰）一般用到Trace、Overlap和Marker功能。

这里以测试分波器的相邻两通道的隔离度为例，介绍一下隔离度的测试方法。

测试步骤

♦选择Graph>Overlap，使光谱分析仪工作在Overlap（重叠）方式下。

♦把宽谱光源输入分波器的IN口。

♦把分波器一通道的输出光谱输入光谱分析仪的测试孔，选择Signal，把光源扫入光谱分析仪。

♦把分波器另一个相邻通道的输出光谱输入光谱分析仪的测试孔，选择Signal，把光源扫入光谱分析仪。

♦调节Wavelength下面的Span以及LevelScale下面的Log（/Div），在屏幕上清晰显示被测光谱。

♦选择Marker，移动

Mkr_A和

Mkr_B，使其对准两波长峰值的中心，如图11所示。

♦移动LMkr_C到第一个峰值处与

Mkr_A相交，LMkr_D移到第一通道串入第二通道处，并与

Mkr_B相交，如图8所示的位置，屏幕上显示的C-D的值就是分波器一通道到另一通道的后向隔离度（即一通道串入相邻通道的串抗）。

♦移动LMkr_C到第二个峰值处与

Mkr_A相交，LMkr_D移到第二通道串入第一通道处，并与

Mkr_B相交，屏幕上显示的C-D的值就是分波器一通道到另一通道的前向隔离度。

图11隔离度测试界面

4附录：

MS9710C光谱分析仪菜单和面板快捷键说明

4.1屏幕菜单说明

屏幕的底部有一排菜单，有一排软键与菜单相对应，在测试过程中，可以用F8进行翻页，并用相对应的软键确认进入菜单设置，用Prior返回前一级菜单。

下面简单介绍一下常用菜单的含义。

4.1.1Wavelength（F1）

Wavelength用来设置波长，Wavelength界面下有如下功能键：

♦Center（f1）设置中心波长

中心波长指的是显示在屏幕中央的波长，当中心波长设置改变时，屏幕上显示的起始波长和截止波长也会自动根据Span值作相应改变。

设置中心波长的操作方法：

PressF1选中Wavelength鑀ressf1选中Center,然后用Knob选择值或直接按数字键键入数值。

中心波长的可设置范围是600nm~1750nm。

在测试过程中，可以把主纵膜波长作为中心波长，设置方法：

按一下快捷键Center就自动把输入光谱的峰值波长显示在屏幕中央。

♦Span（f2）

Span是用来设置横坐标的比例，设置方法：

PressF1选中Wavelength鑀ressf2选中Span,或者直接按快捷键Span，然后用Knob选择值或直接按数字键键入数值或者从屏幕右边的功能键选择数值。

光谱分析仪屏幕右边显示的可供选择的Span值：

F1f2f3f4f5f6

Page11200nm1000nm500nm200nm100nm50nm

Page220nm10nm5nm2nm1nm0nm

Span的可设范围是0nm（或0.2nm）~1200nm。

Span的值必需满足以下公式：

Span（SpanWidth）≤Res（Resolution）×NumberofSamplingPoints否则，会导致测试结果不正确，屏幕右下角会显示“Res_uncal"的信息。

♦Start（f4）设置起始波长

起始波长指在屏幕上显示的起始波长，值显示在屏幕左下角，当起始波长改变时，截止波长不会改变，而是自动改变Span值。

此功能在TraceA﹠B、TraceA–B、TraceB–A的应用方式下无效。

设置方法：

PressF1选中Wavelength鑀ressf4选中Start，然后用Knob选择值或直接按数字键键入数值。

起始波长可设范围从600nm至截止波长。

♦Stop（f5）设置截止波长

截止波长指在屏幕上显示的截止波长，值显示在屏幕右下角，当截止波长改变时，起始波长不会改变，而是自动改变Span值。

此功能在TraceA﹠B、TraceA–B、TraceB–A的应用方式下无效。

设置方法：

PressF1选中Wavelength鑀ressf5选中Stop，然后用Knob选择值或直接按数字键键入数值。

截止波长可设范围从起始波长至1800nm，但实际可测试的最大波长是1750nm。

♦ValueinAir/Vac（f7）切换波长显示方式

设置方法：

PressF1选中Wavelength鑀ressf7，Air或Vac下面有_表示选中，Air表示显示在空气中的波长值，Vac表示显示在真空中的值。

4.1.2Level（F2）

♦Log（/div）（f1）设置以dB为单位的纵坐标的比例

选中此键，表示纵坐标以dB为单位。

设置方法：

PressF2选中Level鑀ressf1，或者直接按快捷键Log（div）,然后用Knob选择值或直接按数字键键入数值或者从屏幕右边的功能键选择数值。

光谱分析仪屏幕右边显示的可供选择的Log（/div）值：

F1f2f3f4f5f6f7

10dB5dB2dB1dB0.5dB0.2dB0.1dB

Log（div）可设置范围：

0.1dB~10dB。

♦RefLevel（f2）设置参考线的位置

当纵坐标以dB为单位时，RefLevel可以用来设置功率参考线的位置，当纵坐标以Watts为单位时，纵坐标从0开始，不能改变0起始点。

设置方法：

PressF2选中Level鑀ressf2，或者直接按快捷键

Ref，然后用Knob选择值或直接按数字键键入数值。

利用快捷键RefLv1时，可以把主纵膜峰值点设置为功率参考线。

RefLevel可设置范围：

-90dB~30dB。

♦LinearLevel（f4）设置以Watts为单位的纵坐标的比例

选中此键，表示纵坐标以Watts为单位。

设置方法：

PressF2选中Level鑀ressf4，然后用Knob选择值或直接按数字键键入数值或者从屏幕右边的功能键选择数值。

光谱分析仪屏幕右边显示的可供选择LinearLevel的值：

F1f2f3f4f5f6

Page1500200100502010

Page2521

可设置范围：

1pW~1W。

♦Opt.AttOff/On（f6）设置光谱分析仪内部衰减

此键可用来设置是否开启内部衰减器，AttOff/On表示没有开启内部误减器，AttOff/On表示加了衰减。

屏幕上显示的功率值是输入测试孔的光源的光功率，并未加衰减值。

　　PressF2选中Level鑀ressf6，AttOff/On表示没有开启内部误减器，AttOff/On表示加了衰减。

注意：

当未加衰减时，输入的最大光功率为10dB；当加了衰减器时，最大的输入光功率为+23dB，如输入兴功率超过此范围，将损坏光谱分析仪，如输入光功率的值小于+5dB，此时如加了衰减器，则测试结果将不太精确，所以在使用过程中，一定在注意输入光功率的值。

4.1.3Res/VBW/Avg（F3）

♦Res（f1）设置分辨率

Res是用来设置分辨率。

当测试比较窄的光谱时（如LD），应把分辨率打小一些，当测试光谱比较宽的光谱时（如LED），Res应设大一大些。

设置方法：

PressF3鑀ressf1，可用屏幕右边的功能键选择数值，光谱分析仪屏幕右边显示的可供选择Res的值：

F1f2f3f4f5f6

1nm0.5nm0.2nm0.1nm0.07nm0.05nm

可设范围：

Res的值只能设置成上表显示的值。

注：

要显示当前实际分辨，把Act-ResOff/On（f7）功能打开。

♦VBW（f2）设置视频带宽VideoWidth

VBW用来设置视频带宽。

当视频带宽设置地比较宽时，扫描时间很快；反之，扫描时间会变慢，但提高灵敏度。

设置VBW：

PressF3鑀ressf2，或按快捷键VBW，则会显示当前的VBW，可用屏幕右边的功能键选择数值，光谱分析仪屏幕右边显示的可供选择VBW的值：

F1f2f3f4f5f6

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