光谱分析仪
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光谱分析仪器有哪些光谱分析仪器是一类广泛应用于科学研究、工业生产以及环境监测等领域的仪器设备。
它们通过测量不同波长的光在样品中的吸收、发射或散射情况,从而获得样品的光谱信息。
根据不同的工作原理和应用领域,光谱分析仪器可以分为多种类型。
一、紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计是一种常用的光谱分析仪器,它能够测量样品在紫外至可见光波段的吸收情况。
它主要由光源、光栅、样品池和光电探测器等部分组成。
通过此种仪器,我们可以测量物质的吸收光谱,从而分析样品的化学组成以及浓度等相关信息。
二、红外光谱仪红外光谱仪是利用物质在红外波段的吸收特点进行分析的仪器。
它主要由红外光源、样品室、光栅、检测器等组成。
红外光谱仪在有机化学、药学、食品安全等领域有着广泛的应用。
通过红外光谱仪,我们可以获得样品的红外吸收光谱,从而对样品的化学结构以及功能团进行分析。
三、质谱仪质谱仪是一种可进行分析和鉴定的高灵敏度仪器。
它主要由离子源、质谱分析器和检测器等组成。
质谱仪广泛应用于有机物、生物大分子以及环境样品等的分析。
通过质谱仪,我们可以得到样品的质谱图谱,并且可以鉴定样品的分子结构以及化学组成。
四、原子吸收光谱仪原子吸收光谱仪是一种用于定量测定金属元素的仪器。
它的工作原理是利用样品中金属元素在特定波长的光照射下,吸收光的强度与金属元素的浓度成正比。
通过原子吸收光谱仪,我们可以测定样品中金属元素的含量,对于环境监测和质量控制等具有重要的意义。
五、核磁共振仪核磁共振仪是一种利用核磁共振现象来获得样品结构和相关信息的分析仪器。
它主要由磁场系统、射频系统以及探测系统等组成。
核磁共振仪广泛应用于有机化学、生物化学以及材料科学等领域。
通过核磁共振仪,我们可以确定样品的结构、分子间的相互作用以及动力学参数等。
光谱分析仪器在科学研究和工业生产中有着重要的应用价值。
不同类型的光谱分析仪器都具有各自的特点和优势,在不同领域有着不可替代的作用。
随着科学技术的不断进步和发展,光谱分析仪器的性能和应用也将不断得到提升和扩展,为相关领域的研究和发展提供更加精确和可靠的分析手段。
光谱分析仪学习计划一、前言光谱分析仪是一种利用物质对电磁波的吸收、散射、发射、和干涉现象来研究物质性质的仪器。
在分析化学和物理领域中,光谱分析仪广泛应用于物质的成分分析、结构表征、反应动力学研究以及环境监测等方面。
本学习计划将围绕光谱分析仪的基本理论、分类和应用展开学习,以便更好地理解和掌握光谱分析仪的原理和操作技巧。
二、学习内容及目标1. 基本原理:学习光谱分析仪的基本原理,包括电磁波谱的概念、分子光谱、原子光谱以及固体光谱等方面的理论知识。
2. 仪器分类:了解各种光谱分析仪的分类及特点,包括紫外可见光谱仪、红外光谱仪、拉曼光谱仪、质谱仪等主要类别。
3. 应用领域:掌握光谱分析仪在化学分析、材料表征、医学诊断、环境监测以及食品检测等领域的应用情况。
4. 操作技巧:熟练掌握光谱分析仪的操作技巧,包括样品处理、仪器调试、数据处理以及结果分析等方面的操作方法。
5. 实验设计:学习如何设计和实施光谱分析实验,包括实验流程、参数设置、数据采集和结果解读等方面的实验设计能力。
三、学习方法1. 理论学习:通过阅读相关专业书籍、期刊论文以及在线资料,系统学习光谱分析仪的基本理论知识。
2. 实验操作:参与相关实验室的仪器操作培训,亲自操作光谱分析仪,熟悉仪器的结构和操作流程。
3. 实践应用:参与相关实验课题或项目,将学到的知识和技能应用到实际的科研工作中,提高实际操作和解决问题的能力。
4. 交流学习:与导师、同学以及行业专家进行交流和讨论,分享经验和学习成果,不断完善和提高自己的学习成果。
四、学习进度安排1. 第一阶段:基础理论学习(1个月)内容:学习光谱分析仪的基本原理,包括光谱理论、分子结构光谱、原子光谱以及固体光谱等方面的理论知识。
方式:阅读相关专业书籍、期刊论文,进行知识点整理和总结,参与课堂讨论和辅导学习。
2. 第二阶段:仪器分类及应用领域了解(1个月)内容:了解不同类型光谱分析仪的分类及特点,以及光谱分析仪在化学分析、材料表征、医学诊断、环境监测以及食品检测等领域的具体应用情况。
光谱分析仪器有哪些光谱分析是一种利用光学原理来进行检测、分离和定量分析的方法。
光谱分析技术被广泛应用于化学、生物、环境科学等领域,可以对各种物质进行分析和鉴定。
光谱分析需要用到相应的仪器设备,下面将就几种光谱分析仪器进行介绍,主要包括紫外可见分光光度计、红外光谱仪、拉曼光谱仪和荧光光谱仪。
一、紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计(UV-Vis Spectrophotometer)是通过发射电磁波并测量样品反射、散射或透射光线的强度来获得样品的吸收谱的仪器。
这种仪器适用于吸收性变化比较明显的样品,如有机化合物、无机中间体和材料等。
紫外可见分光光度计主体部分由专门的光源系统、单色器、样品室、检测系统和计算机控制系统构成。
该仪器操作简便、分辨率高、速度快、灵敏度高且最小检测量低。
二、红外光谱仪红外光谱仪(Infrared Spectrometer)是一种检测物质的振动和旋转能级交互作用,从而确定样品分子结构和成分的仪器,适用于分析有机化合物、聚合物、大分子化合物、生物分子等。
这种仪器使用的光谱区域为4000-400cm^-1,所检测到的信号是样品分子的吸收能级信号。
红外光谱仪通常包括光源、样品室、单色仪和探测器。
其主要优点包括测试非破坏性、易于实施等特点。
三、拉曼光谱仪拉曼光谱仪(Raman Spectroscope)是一种通过测量样品散射的弱激发的光线来检测分子、化合物、晶体等物质结构信息的仪器。
在该仪器中,通过激发激光束与样品相互作用,使样品分子发生振动并产生散射光,在样品散射光束过程中捕获弱散射光,并通过光谱仪对弱散射光进行测量。
拉曼光谱仪适用于检测无色、无味、无毁坏性物质的结构,如高分子材料、生物大分子、有机/无机化合物等。
四、荧光光谱仪荧光光谱仪(Fluorescence Spectrometer)是一种通过制作激发光与样品相互作用导致样品吸收激发能而产生荧光的现象,然后进行检测的仪器。
测量样品在激发过程中释放出荧光,通过检测样品中的荧光信号来识别样品的不同成分和结构信息。
光谱分析仪的工作原理光谱分析仪是一种用于分析物质的化学成分和结构的仪器。
它通过测量物质与不同波长的光的相互作用来获取所需的信息。
它可以测量吸收、发射或散射的光的强度,并根据这些测量结果来确定物质的特性。
下面将详细介绍光谱分析仪的工作原理。
首先,光谱分析仪使用一个光源来产生一束光。
这个光源可以是可见光、红外线或紫外线。
光经过进样器和光学系统后,被传送到样品上。
样品可以是固体、液体或气体。
光与样品相互作用时,会出现吸收、散射和发射等现象。
当光通过样品时,样品中的分子会吸收一部分光的能量,这被称为吸收光谱。
吸收光谱可以提供物质的化学组成和结构信息。
另外,样品还可以发射一部分光,被称为发射光谱。
发射光谱可以提供样品的能级结构和激发态信息。
样品也可以散射光,被称为散射光谱。
为了检测光和样品的相互作用,光谱分析仪使用一个检测器来测量光的强度。
检测器可以是光电二极管、光电倍增管或光电探测器等。
这些检测器可以感受到光的能量,并将其转换为电信号。
测量的光强度信号经过处理后,可以转换为光谱图。
光谱图是一个显示物质与光的相互作用的图像,横轴表示波长,纵轴表示光强度。
为了提高测量的准确性和灵敏度,光谱分析仪通常会采用一些辅助装置。
其中包括进样器、样品室、光纤和滤光片等。
进样器用于将样品引入光路,样品室用于容纳样品。
光纤用于将光从光源传输到样品和检测器之间。
滤光片则用于选择特定波长的光。
此外,光谱分析仪还有许多不同的类型和应用。
比如,紫外可见光谱分析仪用于测量可见光和紫外线之间的吸收、荧光和散射光谱。
红外光谱分析仪用于测量红外光和物质之间的振动和转动光谱。
拉曼光谱分析仪则用于通过测量物质散射的妨碍光来提供分子的结构信息。
综上所述,光谱分析仪通过测量物质与不同波长的光的相互作用来获取所需的信息。
它的工作原理主要涉及光的相互作用和光的检测。
通过测量吸收、发射或散射的光的强度,并根据这些测量结果来确定物质的特性。
光谱分析仪在许多领域中都有重要的应用,如化学、物理、生物和环境科学等。
光谱分析仪的原理和应用1. 引言光谱分析仪是一种常见的科学仪器,广泛应用于化学、物理、生物学、环境科学等领域。
它能够将光信号分解为不同波长的光谱成分,通过分析和测量这些光谱成分,可以获得物质的结构、性质和组成等相关信息。
本文将介绍光谱分析仪的原理和常见的应用。
2. 光谱分析仪的原理光谱分析仪是基于光的物理性质来实现的。
光在物质中的传播和相互作用会导致光的频率和能量发生变化,从而形成不同波长的光谱。
光谱分析仪通过光学元件和检测器来获取物质的光谱信息,并通过数据处理得到相关的分析结果。
光谱分析仪的原理包括以下几个方面: - 光源:光谱分析仪通常使用可见光、紫外光或红外光作为光源。
光源的稳定性和光谱范围对于获得准确的光谱信息非常重要。
- 光学元件:光学元件用于对光线进行分散、聚焦和选择性透过等操作。
常见的光学元件包括光栅、棱镜和光纤等。
- 探测器:探测器用于测量光的强度,常见的探测器包括光电二极管(Photodiode)、光电倍增管(Photomultiplier Tube)等。
不同探测器适用于不同波长范围的光谱分析。
- 数据处理:通过对探测器输出信号进行放大、滤波和数学处理等操作,可以得到物质的光谱特征和相关的分析结果。
3. 光谱分析仪的应用光谱分析仪在许多领域都有广泛的应用,下面将介绍几个常见的应用领域:3.1 化学分析光谱分析仪在化学分析中扮演着重要角色。
通过测量物质的吸收、发射、散射等光谱特征,可以确定物质的化学组成、浓度、反应动力学和结构等信息。
常见的化学分析方法包括紫外可见光谱、红外光谱和拉曼光谱等。
•紫外可见光谱:用于测量物质对紫外可见光的吸收和发射情况,可以判断物质的吸收峰、颜色、稀释度等信息。
•红外光谱:用于测量物质对红外光的吸收情况,可以判断物质的官能团、化学键类型、结构等信息。
•拉曼光谱:通过测量物质散射光的频移,可以得到物质的振动和转动状态,从而确定物质的结构和组成。
3.2 生物医学研究在生物医学研究中,光谱分析仪常用于研究细胞、组织和生物大分子的结构和功能。
光谱分析仪操作规程一、引言光谱分析仪是一种用于测量物质的光谱特性的仪器,广泛应用于化学、物理、生物、环境等领域。
为了正确操作光谱分析仪,保证测量结果的准确性和可靠性,特制定本操作规程。
二、仪器准备1. 确保光谱分析仪处于工作状态,检查电源是否正常。
2. 根据需要选择合适的光源和检测器,并正确安装到仪器中。
3. 预热仪器至适当温度,使其稳定在工作状态下。
三、样品准备1. 样品选择:根据实验目的选择适当的样品,并确保样品纯度和稳定性。
2. 样品处理:根据需要对样品进行处理,如溶解、稀释等。
3. 样品装载:将样品装载到合适的样品池中,确保样品与光线之间的正常传输。
四、操作步骤1. 打开软件:启动光谱分析仪软件,并确保与仪器的连接正常。
2. 设置实验条件:根据实验要求,设置光源的波长、光强度、扫描速度等参数。
3. 背景扫描:进行背景扫描,以消除仪器本底带来的干扰。
4. 样品扫描:将预处理好的样品装载至样品池中,点击开始扫描按钮,记录扫描得到的光谱数据。
5. 数据处理:根据需要,对扫描得到的光谱数据进行处理,如峰位分析、峰面积计算等。
6. 实验记录:将实验过程中的关键数据和观察结果记录下来,以备后续分析使用。
五、注意事项1. 操作过程中应严格按照仪器使用说明书和操作规程进行操作,避免不必要的误差和损坏。
2. 注意光谱分析仪在工作过程中的温度变化,过高过低都可能影响测量结果,建议在室内稳定环境下进行操作。
3. 避免样品交叉污染,每次测量前应清洁样品池,并确保待测样品没有残留。
4. 注意光源和检测器的灵敏度和稳定性,定期进行校准和维护,确保测量结果的准确性和可靠性。
5. 实验结束后,及时关闭仪器电源并进行清洁保养,保持仪器的正常运行状态。
六、结语通过本操作规程,我们可以正确使用光谱分析仪,对物质的光谱特性进行准确测量。
在实验过程中,要注意仪器的操作方法和注意事项,以保证测量结果的准确性和可靠性。
希望本规程对广大用户使用光谱分析仪有所帮助。
光谱分析仪原理光谱分析仪是一种设备,用于测量和分析光的强度,变化或其他特性,以求得光谱信息,以便研究由激发分子、原子、粒子或表面发出的辐射。
光谱分析仪由发射源/探测器系统、光学机械装置以及数据处理系统组成。
本文将对光谱分析仪的原理,其应用领域,典型系统的结构等方面进行介绍。
一、光谱分析仪的原理光谱分析仪是一种以光谱成像或光谱分析为主要目的的仪器,使用一种光源来激发样品,用另一种光来探测其发出的辐射。
它包括发射源/探测器系统、光学和机械装置以及处理信号的电子部件。
它的基本原理是,使用一个光源来激发样品,然后使用另一个光源来探测其发出的辐射,进而形成激发状态和探测状态的光谱信息,通过定量分析这些光谱信息,有效地得出样品的光谱特性,从而可以进行分析研究。
二、光谱分析仪的应用领域光谱分析仪广泛用于科学研究、物质分析、生物医学、无损检测、环境检测、生态应用等领域,它可以检测和分析不同化合物、元素、离子、矿物、有机物的吸光度及其相关特性。
如可用于分析硅光谱,表明金属的含量,如:铜、铁、镁、锰等,也可以用于分析抗癌药物以及药物残留等。
此外,还可以用于气体分析和空气质量检测,如:甲烷气体分析、氮气气体分析、空气温度检测、空气振动和湿度等。
三、典型系统的结构典型的光谱分析仪系统由四个部分组成,分别是发射源/探测器系统、光学和机械装置以及数据处理系统。
发射源/探测器系统由一种发射源(如灯光源、激光源等)和一种探测器(如CCD摄像机、探测器等)组成。
发射源用于激发样品,以产生特定波长的辐射,而探测器则用于探测样品发出的辐射,获取样品发出的精确信号。
光学和机械装置由反射镜、滤光片、光学窗口和机械转台等组成,这些光学和机械装置的作用是将发射源和探测器与样品连接起来,以实现信号的传输。
数据处理系统由A/D转换器、信号处理器和电脑组成,它的作用是对信号进行处理和记录,以获得有效的数据信息。
四、结论光谱分析仪是一种用于测量和分析光谱信息的精密仪器,它由发射源/探测器系统、光学和机械装置以及数据处理系统组成。
光谱分析仪器有哪些光谱分析是一种基于物质与光之间的相互作用关系来研究物质性质的方法。
光谱分析仪器是用来测定、记录和分析物质吸收、发射或散射光的设备。
光谱分析仪器广泛应用于化学、生物、环境、材料等领域。
本文将介绍光谱分析仪器的主要类型和应用。
一、紫外-可见光谱仪紫外-可见光谱仪是一种测量物质对紫外光和可见光的吸收或发射的仪器。
它在紫外光(200-400 nm)和可见光(400-800 nm)范围内具有较高的灵敏度和精确度。
紫外-可见光谱仪主要由光源、样品室、棱镜或光栅、检测器等组成。
该仪器常用于药学、环境监测、食品安全等领域的质量控制和研究。
二、红外光谱仪红外光谱仪是用来测量物质对红外光的吸收或发射的仪器。
红外光谱(4000-400 cm^-1)区域包含了许多有关物质分子结构和化学键的信息。
红外光谱仪主要由光源、干涉仪、检测器等组成。
它广泛应用于有机化学、无机化学、材料科学等领域的结构分析和鉴定。
三、拉曼光谱仪拉曼光谱仪是一种用来测量物质散射的仪器。
拉曼光谱基于拉曼散射现象,通过测量物质散射光的频率偏移来获得物质分子的结构和振动信息。
拉曼光谱仪主要由激光器、样品室、光栅、检测器等组成。
它在化学、材料科学、生物医学等领域具有重要应用价值。
四、质谱仪质谱仪是一种用来测定物质分子质量和结构的仪器。
质谱仪基于物质分子的质荷比(m/z)来分析物质样品中的化合物组成。
质谱仪主要由离子源、质量分析器、检测器等组成。
它在有机化学、环境科学、药物研发等领域具有广泛应用。
五、核磁共振仪核磁共振(NMR)仪是一种用来研究物质中原子核自旋的仪器。
核磁共振仪通过在外加磁场和射频电磁场的作用下,测量样品中原子核的共振吸收信号以获得物质结构和性质信息。
核磁共振仪由磁体、探测器、射频系统等组成。
它在化学、生物医学、材料科学等领域发挥着重要作用。
综上所述,光谱分析仪器包括紫外-可见光谱仪、红外光谱仪、拉曼光谱仪、质谱仪和核磁共振仪等。
光谱分析仪使用方法说明书一、引言光谱分析仪是一种用于测量物质吸收、发射或散射光谱的仪器,广泛应用于化学、生物、材料科学等领域。
本说明书旨在详细介绍光谱分析仪的使用方法,帮助用户正确、高效地操作该仪器。
二、仪器概述光谱分析仪采用先进的光学系统和检测器件,可实现高精度的光谱测量。
仪器包含以下主要部件:1. 光源:用于发射特定波长的光线,常见的光源包括白炽灯、氘灯、氙灯等。
2. 光栅:通过光栅的衍射效应,将入射光线分解成不同波长的光谱。
3. 样品室:放置待测样品的空间,保证样品与光线的正常相互作用。
4. 检测器:用于接收、测量样品发射或吸收的光信号,并将其转换为电信号。
5. 控制系统:包括光学系统、电子系统以及数据处理和显示系统等,用于操作和控制整个仪器。
三、仪器准备在使用光谱分析仪之前,请按照以下步骤进行仪器准备:1. 安装:将光谱分析仪稳定地安装在干净、稳定的工作台上,并保证充足的通风和周围环境的干净。
2. 电源连接:将仪器的电源线连接到稳定的电源插座,并确保电压符合仪器要求。
3. 光源检查:检查光源的正常工作情况,确保光线稳定且光谱范围符合实验要求。
4. 校准:根据仪器要求,进行必要的校准步骤,以确保测量结果的准确性。
四、样品准备在进行光谱分析之前,需要准备好样品,并按照以下步骤进行处理:1. 样品选择:根据实验要求,选择合适的样品进行分析,并清洁样品以确保无杂质影响分析结果。
2. 样品装载:将清洁的样品放置于样品室中,并调整样品位置以保证光线能够正常照射和接收。
3. 样品数量:根据实验要求,确定需要分析的样品数量,并按照仪器的容量进行样品装载。
五、测量操作完成仪器准备和样品处理后,可以按照以下步骤进行测量操作:1. 仪器启动:打开仪器电源,并按照操作面板上的指示启动仪器。
2. 光谱选取:选择合适的光谱范围和分辨率,并进行相应的设置。
3. 扫描模式:根据实验要求,选择适当的扫描模式,例如连续扫描或单次扫描。
光谱分析仪的操作规程分析仪操作规程光谱分析仪,是一种用于测量发光体的辐射光谱,即发光体本身的指标参数的仪器。
一、目的:正确使用光谱分析仪,保证分结果的准确性。
二、适用范围:AURN2500型光谱分析仪。
三、职责:由实验室操作员光谱分析仪的操作、维护、保养。
四、操作方法:准备工作1.开启电源开机顺序:先打开打印机电源,再开显示器电源,zui后开仪器电源。
(这样做可以避免计算机产生误动作)2.仪器预热为了得到稳定的分析结果,仪器分光室内部必须恒温。
开机至少30-60分钟(视环境温度而定),待仪器显示温度正常后,才能正常工作。
3.样品制备(1)红炉车间按初步配方熔炼后,每炉取试样一件送品保部三坐标室进行ADC12化学成份分析。
(2)分析表面必须用车床车平,要求表面为RA3.2以内,边缘无毛刺,不得不沙眼、气孔中间不能凸出。
(3)分析表面不得污染、手摸及氧化,否则无法得正确的分析结果。
(4)检果极距用极距规检查极距,样品表面与电极尖的距离便为4mm。
(孩止高压短路)(5)接通氩气打开氩气钢瓶,调节减压哭,将氩气出口压力调整约至0.35-0.4MPA.(6)冲洗激发室为了防止样品在激发过程中的出现氧化,应使激发室空气完全排除。
分析样品时,若有氧存在,激发斑点为白色,若没有氧存在,其激发斑点的边缘呈黑色,中心吃不开麻点状的浓缩放电均匀金属层。
可在必要时再交次按F8键打开氩气,大流量冲洗激发室3-5分钟。
4.日常分析(1)激发交准备好的样品存放在电析上,调节气动压杆位置,使其在进气后能压牢样品,关好电极架罩门,键入样品的炉次并按回车键,然后按下仪器激发按钮,待屏幕显示“激发”后方可将手移开。
稍做等待,即可见到屏幕显示分析结果。
(2)换点正常分析一块样品须激发1-3个点中,取多次激发的平均值作为此块样品的分换点前,以提高分析的真实性。
在得到一点数据之后,通过换点可进行下一次激发,换点前,先要用电极刷彻底清洗电极,为使外界空气少进入激发室,换点应尽量快。
光谱分析仪
一、概述
光谱分析仪是在平时的光通信波分复用产品中较常使用到的仪表,当WDM系统刚出现时,多用它测试信号波长和光信噪比。
其主要特点是动态范围大,一般可达70dB;灵敏度好,可达-90dBm;分辨率带宽小,一般小于0.1nm;比较适合于测试光信噪比。
另外测量波长范围大,一般在600~1700nm.,但是测试波长精度时却不如多波长计准确。
在光谱的测量、各参考点通路信号光功率、各参考点光信噪比、光放大器各个波长的增益系数和增益平坦度的测试都可以使用光谱分析仪。
光谱分析仪现在也集成了WDM的分析软件,可以很方便地把WDM的各个波长的中心频率、功率、光信噪比等参数用菜单的方式显示出来。
二、常用参数的测试
光谱分析仪的屏幕显示测量条件、标记值、其它数据以及测量波形。
屏幕各部分的名称显示如下:
图1:屏幕各部分的名称
1、光谱谱宽的测量
谱宽即光谱的带宽,使用光谱分析仪可以测量LD、发光二极管的谱宽。
在光谱的谱宽测量时,要特别注意光谱分析仪系统分辨率的选择,即原理上光谱分析仪的分辨率应当小于被测信号谱宽的1/10.,一般推荐设置为至少小于被测信号谱宽的1/5。
在实际的测量中,为了能够准确测量数据,一般选择分辨率带宽为0.1nm以下。
分辨率带宽RES位于SETUP菜单中的第一项,直接输入所要设定的分辨率带宽的大小即可。
如下图2、3、4所示(图中只为区别光谱形状的不同),当选择的分辨率带宽不同时,从光谱分析仪观察到的光谱形状有很大的不同,并且所测量得到的谱宽大小的不同。
图2:分辨率带宽RES=0.5nm时的光谱形状
图3:分辨率带宽RES=0.1nm时的光谱形状
图4:分辨率带宽RES=0.02nm时的光谱形状在观察光谱谱宽的同时,也可以通过光谱分析仪读出光谱的中心频率、带宽、峰值功率和边模抑制比等参数。
同时可以启动MARKER 菜单,进行相应的标识,以方便量取所需要测试的参数值。
2、边模抑制比的测量
边模抑制比(Side-Mode Suppression Ratio,缩写为SMSR),SMSR 表示峰值能级与横模能级之间的能级差值。
一般测量边模抑制比时,需要配合使用MARKER菜单和ANALYSIS菜单中相应的键。
用MARKER菜单对主波峰值和最高的副波峰进行标识,读取两者的峰值功率值。
边模抑制比为最高峰与次高峰之间的能级差。
可以通过ANALYSIS菜单中相应的子选项计算得到最后的值。
图5:边模抑制比测量示意图
3、增益的测量
在进行OA 板或光放大器模块测试的时候,需要测试增益参数(Gain )。
增益定义为输出信号功率out P 与输入信号功率in P 之比。
增益的一般表
达式如式(1)所示:
out in
P G P (1) 以上的公式使用于以mw 为单位的情况。
若两者单位为dBm ,则G 的值为两者之差。
在进行增益的测量时,需要用到TRACE 菜单中的相关选项。
首
先将Trace A 设置为未接放大器之前的输入光,按下 Fix A ;再将Trace B 设置为经过光纤放大器之后的输出光,按下Fix B;
取两者的峰值功
率,即可计算出。
图6:增益测量示意图
在多波的情况下,还可以测试增益平坦度和增益斜率。
其中,增益平坦度为增益的最大值和最小值之间的差值;增益斜率为两个波长在光放大器工作在两个增益状态变化值的比值。
增益斜率主要用来衡量光放大器的不同波长增益的相对变化值,增益斜率越小,说明光放大器增益变化时各波长的一致性越好,越容易实现各波长的增益均衡。
应用光谱分析仪进行增益斜率的测量时,需要假设光放大器工作在两种增益状态(假如为20dB 和25dB),然后分别在不同的波长点如1550nm、1551nm、1552nm、1553nm波长下进行增益点的测量,记录各波长点测试得到的增益值,可以计算出增益斜率。
4、噪声系数的测量
光谱分析仪的一项重要功能是测量EDFA 的等效噪声噪声系数
(NF ),简称噪声系数。
首先,光放大器噪声系数的一般公式如式(2)所示:
1ASE P NF Gh B G
ν=+(2) 其中右边第一项是ASE 噪声功率,w B 为测量谱宽;h 为普朗克
常数;ν为中心频率,即找到轨迹B 波形的峰值波长值接着又进行了频率转换后所获得的值;G 为增益。
目前所有的光谱分析仪一般都采用内插减源法、时域消光法、偏
振消光法等光放大器噪声系数测量方法,不同的测量方法得到不同的噪声系数的测量精度。
内插减源法采用了曲线拟合的算法。
在信号的波长中插入ASE ,并采用四点两次或者更精确的曲线拟合法来计算噪声的大小。
噪声包含放大过程中产生的自发辐射噪声ASE P 和放大的源噪声
ASE G P ⨯。
其中光谱分析仪多采用的内插减源法原理图如图7所示。
波长输入光
理想输出光
实际输出光
图7:光放大器噪声计算内插减源法原理图
在利用光谱分析仪进行NF 的测量时,需要用到TRACE 菜单和
ANALYSIS 菜单。
首先将输入光纤放大器的输入光设置为可写状态,
点击writeA ,然后固定该轨迹Fix A ;再将从光纤放大器输出的光的
光谱设置为可写状态,点击writeB ,然后固定该轨迹Fix B ;之后再
按ANALYSIS 菜单中选择 EDFA NF 子选项,即可得到光谱分析仪计
算NF 的结果。
表1为用光谱分析仪横河AQ6370,选择EDFA_NF 子选项得到的分
析结果,仪表分辨率设置为0.1nm ,灵敏度选择MID 。
共有4个波长
的信号。
表1 AQ6370 测量NF 的结果
5、系统OSNR 的测量
在DWDM 系统中,光信噪比(OSNR )能够比较准确地反映信号质
量,成为最常用的性能指标。
OSNR 的定义如下:
10lg 10lg i m i r
P B OSNR N B =+(3) 其中:i P 是第i 个通路内的信号功率;r B 是参考光带宽,
通常取0.1 nm ;m B 是噪声等效带宽;i N 是等效噪声带宽m B 范围内窜入的噪声功率。
一般常用的OSNR 的计算公式为:
0.40.40.110lg()Signal nm Noise nm
Noise nm P P OSNR P -= (4)
使用光谱分析仪测量OSNR 常用的方法是积分法。
通常采用光谱
分析仪所能提供的最小分辨率带宽(RBW )扫描待测光谱,用积分的方法计算中心频率左右r B 范围内的功率为信号功率,信道中间m B 范
围内的功率为噪声功率,两者相比得到OSNR 。
信号光功率的积分范围一般取0.4 nm 的带宽范围;噪声功率的积分范围要取0.4 nm 和0.1 nm 的带宽范围内的功率。
一般用0.4nm 带宽范围内的信号光功率减去0.4nm 带宽范围内的噪声光功率,再用其差值除以0.1nm 带宽范围内的噪声光功率,之后再取10倍的对数值,可计算出OSNR 的大小。
采用积分法测试信号和噪声功率。
具体步骤如下。
1)打开测试波道OTU,用积分法测试整个信号光谱范围内的功率,记作
P。
1
2)关闭测试波道OTU,用积分法测试整个信号光谱范围内的功率,记作
P。
2
3)保持OTU的关闭状态,用积分法测试等效噪声带宽Br范围内的功率,记作
P。
为了方便,工程测试也可以将P2值换算到m B范围的3P。
3
4)计算OSNR。
实验时进行了TST3板的OSNR的测试得到以下的测试结果。
表2: OSNR的测量数据。