r>[0021] 下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0022] 本實(shí)施例中采用4X4光交換芯片為待測光交換芯片，該光交換芯片的開關(guān)單元 由馬赫-曾德爾干涉型2X2光開關(guān)單元所組成，在外置控制電路的驅(qū)動(dòng)下，能夠通過對(duì)該 光交換芯片中的p -i-n和n-i-n電極施加偏置電壓的方式來控制每個(gè)開關(guān)單兀的開關(guān)狀 態(tài)，從而控制光交換芯片整體的光交換狀態(tài)。
[0023] 本實(shí)施例中測試光交換芯片模塊性能的方法，具體步驟如圖1所示。
[0024] 步驟1.初始化光交換芯片的開關(guān)單元配置狀態(tài)。其中溫控電路控制n-i-n電極 以穩(wěn)定光交換芯片的初始工作狀態(tài)，p-i-n電極用于驅(qū)動(dòng)光交換芯片中的各個(gè)開關(guān)單元的 工作狀態(tài)；使光交換芯片完成光交換功能。對(duì)于指定待測輸入/輸出端口，"開"狀態(tài)表示 輸入與輸出端口之間建立了連通的光路，而"關(guān)"狀態(tài)表示輸入與輸出端口之間沒有建立連 通的光路；通過配置相應(yīng)的交換狀態(tài)，就能任意對(duì)應(yīng)的輸入/輸出端口處于"開"或者"關(guān)" 狀態(tài)。
[0025] 步驟2.在"單端口輸入"狀態(tài)下，測量給定交換狀態(tài)下輸出端口的輸出光頻譜 曲線P(f);通過設(shè)置掃描激光器，在一定頻率范圍內(nèi)連續(xù)輸出一組具有相同光功率的信號(hào) 光，并調(diào)節(jié)偏振控制器使信號(hào)光輸入到光交換芯片；在輸出端口，通過光功率計(jì)來測量每個(gè) 掃描頻率點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的光功率；將采集到的輸出光功率與掃描波長（頻率）對(duì)應(yīng)起來，即為輸 出光功率隨掃描波長（頻率）的變化曲線。當(dāng)待測光交換芯片的指定待測輸入/輸出端口 處于"開"狀態(tài)時(shí)，測得的頻譜曲線可用P 1 (f)表示；通過開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路可改變光交換芯片 的交換狀態(tài)，即待測輸入/輸出端口從"開"變到"關(guān)"狀態(tài)，在"關(guān)"狀態(tài)下，采用相同的測 量過程，獲得輸出光功率隨掃描波長（頻率）的變化關(guān)系P。(f)。
[0026] 將上述"開"和"光"狀態(tài)下所得的頻譜曲線顯示于同一窗口中，得到如圖2所示 的頻譜眼圖。它類似于通信信號(hào)分析儀所產(chǎn)生的眼圖，但橫坐標(biāo)不同。通過該頻譜眼圖能 夠得到許多與光交換芯片有關(guān)的性能參數(shù)，頻譜眼圖中"眼睛"的上下張開度對(duì)應(yīng)于相應(yīng)工 作波長（頻率）處的消光比。因此，頻譜眼圖可直觀地觀察光交換芯片的開關(guān)性能，甚至可 以用于調(diào)測開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路或開關(guān)偏置電路的工作狀態(tài)等。
[0027] 根據(jù)頻譜眼圖，對(duì)"開"和"關(guān)"狀態(tài)下的輸出光譜曲線進(jìn)行如下運(yùn)算處理，可獲取 光交換芯片的消光比量化信息，即ER dB= P ldB(f)-Pmb (f)，對(duì)應(yīng)的消光比曲線如圖3所示，以 dB為單位。根據(jù)消光比曲線可定量地確定光交換芯片的性能參數(shù)，據(jù)此可優(yōu)化光交換芯片 的交換狀態(tài)，得到滿足消光比要求的工作帶寬范圍。
[0028] 步驟3.對(duì)"多端口輸入"狀態(tài)進(jìn)行同樣的測試，根據(jù)單端口與多端口的測試結(jié)果 得到最終的串?dāng)_性能。需注意的是，"多端口輸入"時(shí)，對(duì)指定的待測輸入/輸出端口進(jìn)行 "關(guān)"狀態(tài)測試時(shí)，該輸出端口不能與其它輸入端口形成"開"狀態(tài)。指定的待測試輸入/ 輸出端口處于"開"和"關(guān)"狀態(tài)下的頻譜曲線記為T(Z)和C(Z)，相應(yīng)的消光比曲線為
[0029] 步驟4.在"關(guān)"狀態(tài)下，"單端口輸入"和"多端口輸入"時(shí)輸出光功率的變化關(guān)系 用光功率增益G 表示。
[0030] 步驟5.根據(jù)"單端口輸入"和"多端口輸入"時(shí)，"關(guān)"狀態(tài)下的光功率增益曲線以 及消光比曲線，可確定指定輸入/輸出端口處于"開"狀態(tài)時(shí)該光交換芯片的串?dāng)_性能：
[0031] C T , n ( f )~IOIr (Gn,B+ AERde) - 6. 378,其 中
[0032] 得到的串?dāng)_曲線如圖4所示。
[0033] 另外，在給定的兩種或多種交換路由狀態(tài)下，由于光交換芯片驅(qū)動(dòng)或控制電路的 精度原因，或者光交換芯片受到外界干擾等因素的影響，多次測量所得到的消光比曲線會(huì) 出現(xiàn)幅度或頻譜寬度的"抖動(dòng)"，如圖5所示；根據(jù)消光比曲線的抖動(dòng)特性可獲得光交換芯 片的光信噪比（〇SNR dB= ER dB_。J和帶寬抖動(dòng)信息，也可以用于測試電路抖動(dòng)對(duì)光交換芯 片性能的劣化程度。
[0034] 綜上，本實(shí)施例測試方法中，根據(jù)消光比曲線直接得到各種交換狀態(tài)下光交換芯 片的開關(guān)消光比及其對(duì)應(yīng)的工作帶寬；根據(jù)單端口輸入和多端口輸入情形下所測得的開關(guān) 消光比和"關(guān)"狀態(tài)下的光功率增益，計(jì)算測量出光交換芯片的串?dāng)_性能；根據(jù)消光比曲線 的抖動(dòng)特性計(jì)算測量光信噪比和帶寬抖動(dòng)。
[0035] 以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，本說明書中所公開的任一特征，除非特別 敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換；所公開的所有特征、或所有方 法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以任何方式組合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種測試光交換芯片模塊性能的方法，包括以下步驟： 步驟1.初始化待測光交換芯片的開關(guān)單元配置狀態(tài)：針對(duì)待測光交換芯片任一組指 定待測輸入、輸出端口，"開"狀態(tài)定義為待測輸入端口與待測輸出端口之間建立連通光路 的狀態(tài)，反之為"關(guān)"狀態(tài)；同時(shí)定義"單端口輸入"表示僅有待測輸入端口輸入光信號(hào)，"多 端口輸入"表不除待測輸入端口外還有一個(gè)或一個(gè)以上輸入端口輸入光信號(hào)；同時(shí)，所有輸 入端口輸入光信號(hào)為等功率的光信號(hào)； 步驟2.在"單端口輸入"狀態(tài)下，配置待測光交換芯片為"開"狀態(tài)，測量得待測輸出 端口的輸出光頻譜曲線P1 (f);再配置待測光交換芯片為"關(guān)"狀態(tài)，測量得待測輸出端口的 輸出光頻譜曲線Pd (f);并計(jì)算相應(yīng)消光比曲線：ERdB =PldB (f) -PQdB (f)，該消光比曲線以dB 為單位，PldB(f)和PMB(f)分別由P1W和PQ(f)單位轉(zhuǎn)換得到； 步驟3.在"多端口輸入"狀態(tài)下，配置待測光交換芯片為"開"狀態(tài)，測量得待測輸出端 口的輸出光頻譜曲線W);再配置待測光交換芯片為"關(guān)"狀態(tài)，此時(shí)保持待測輸出端口與 所有輸入端之間為"關(guān)"狀態(tài)，測量得待測輸出端口的輸出光頻譜曲線C(Z);并計(jì)算相應(yīng)消 光比曲線：=if)-if#(/)，該消光比曲線以dB為單位，Zfrfs(D和C?(/)分別由if(/) 和C(/)單位轉(zhuǎn)換得到； 步驟4.計(jì)算待測輸入、輸出端口在"關(guān)"狀態(tài)下，待測輸出端的輸出光功率增益為：步驟5.計(jì)算待測輸入、輸出端口在"開"狀態(tài)下，待測光交換芯片的串?dāng)_性能：CTdB(f) ~101g(GodB+AERJ-6. 378,其中，=CUZVU)，層也=五O魂。2. 按權(quán)利要求1所述測試光交換芯片模塊性能的方法，其特征在于，所述步驟2、3中測 量待測輸出端口的輸出光頻譜曲線的方法為：采用指定譜寬的寬譜光源，通過光譜分析儀 一次獲得頻譜曲線；或者通過設(shè)置掃描激光器連續(xù)輸出指定譜寬的光信號(hào)，利用光功率計(jì) 接收每個(gè)頻率分量的光功率，最后疊加得到頻譜曲線。
【專利摘要】本發(fā)明屬于光通信技術(shù)領(lǐng)域，提供一種測試光交換芯片模塊性能的方法。本發(fā)明通過測量光交換芯片模塊輸入端口到輸出端口的頻譜傳輸特性，分別獲取“單端口輸入”和“多端口輸入”狀態(tài)下光交換芯片模塊的頻譜眼圖，計(jì)算出光功率增益或消光比曲線，能夠直觀地觀察和定量地確定光交換芯片模塊在每種光交換狀態(tài)下的消光比、串?dāng)_、光信噪比、帶寬及其抖動(dòng)、頻譜形狀因子等性能參數(shù)，本發(fā)明適用于各種光交換芯片模塊進(jìn)行測試，特別適合測試基于微環(huán)諧振器的光交換芯片。本發(fā)明提供的測試方法為光交換芯片的設(shè)計(jì)開發(fā)、模塊化封裝、性能測試等環(huán)節(jié)提供了有效的測試手段和評(píng)價(jià)依據(jù)，大大提高了芯片測試的科學(xué)性。
【IPC分類】H04B10/07
【公開號(hào)】CN105049114
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510444386
【發(fā)明人】趙元力, 武保劍, 廖明樂, 耿勇, 周星宇, 文峰, 邱昆
【申請(qǐng)人】電子科技大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月27日