【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光芯片測試領域，具體為一種應用于光芯片測試的噪聲校正系統及噪聲校正方法。
技術介紹
1、光芯片作為“后摩爾”時代最具發展前景的載體，已經在科技進步和社會發展中發揮著舉足輕重的作用。特別在光通信領域，光芯片實現長距離通信和高速通信中信號的發射、調制和接收，是核心器件之一。同時，基于光芯片的光計算也吸引著國內外學術界和產業界的諸多關注。在此，光芯片被賦予了更多的功能，也獲得了更多樣性的發展。光芯片可以分為設計、加工、測試和封裝等過程，其中測試過程可用于表征光芯片的性能，進而評估在大規模生產中，光芯片的可靠性和一致性。此外，光芯片的加工是基于cmos工藝，實際加工過程是不可觀測的。光芯片的檢測也是實現工藝反饋最直接，最有效的方式。
2、光芯片（包括光器件）的測試系統相對復雜，需要同時監控輸入光功率和輸出光功率。光纖切割端面的傾斜角度、粗糙度等直接影響了光芯片的測量結果。光纖連接法蘭、分束器、偏振控制器，偏振分析儀等設備都是光芯片測量中的必要設備，這些都會在測量系統中引入額外噪聲。這就導致，其一，即便測試系統的構成相同，同一款光芯片在不同測試平臺上得到測試結果也會存在一定的差異；其二，同一光芯片的測試結果會隨時間產生漂移。光芯片測試系統的復雜性和測試系統的多樣性而引入的噪聲極大影響對光芯片性能的表征與評估，更甚者，過大的系統測試噪聲會直接降低光芯片的良率。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是：已知光芯片測試系統的復雜性和測試系統的多樣性而引入的噪聲極
2、為解決上述技術問題，本專利技術的第一目的是，提出一種應用于光芯片測試的噪聲校正系統，該系統是一個多光強測試系統，并需要校準光器件作為定標使用。
3、采取的具體技術方案如下：
4、一種應用于光芯片測試的噪聲校正系統，包括光源模塊、偏振控制模塊、光功率監測模塊、光傳輸模塊和光功率探測模塊，光源模塊輸出光束用于光芯片測試，輸出光束具有單波長特性，入射至偏振控制模塊；偏振控制模塊將光源模塊的輸出光束調制為具有特定偏振狀態的光束，并保持光束的偏振態穩定；光功率監測模塊用于監測檢測偏振控制模塊輸出光功率，同時也實現系統中光束的傳播；光傳輸模塊用于連接光功率監測模塊和光功率探測模塊；光功率探測模塊用于測試和記錄光傳輸模塊的輸出光功率。
5、對本專利技術技術方案的進一步優選，光源模塊為光功率可調單波長激光器，保證入射系統的光功率是可調節的。
6、對本專利技術技術方案的進一步優選，偏振控制模塊包括偏振分析儀和三環偏振控制器，其中，偏振分析儀調節光源模塊的輸出光的偏振態，三環偏振控制器保持光束偏振態的穩定，降低光束偏振引入的噪聲。
7、對本專利技術技術方案的進一步優選，光功率監測模塊包括分光器件和光電探測器，分光器件按照固定分光比 sr將輸入光分為兩路光束：一路強光，一路弱光；光電探測器監測弱光光路的光功率，根據固定分光比 sr計算偏振控制模塊的輸入至光功率監測模塊的光功率；強光光路為光芯片測試系統的主光路，與光傳輸模塊相連。一方面實現對入射光功率的監測，同時也保證有足夠強的光功率實現光芯片測試系統的噪聲校正。
8、對本專利技術技術方案的進一步優選，光功率監測模塊，所實現的固定分光比 sr滿足如下關系：。
9、對本專利技術技術方案的進一步優選，光傳輸模塊包括校準光器件，校準光器件包含以下特征：；
10、其中，分別表示 te模或 tm模光束通過光器件的損耗。校準光器件具有該特征，能夠提高校準系統的準確性。
11、對本專利技術技術方案的進一步優選，光功率探測模塊包括光電探測器，光電探測器的暗電流小于，為暗電流的一個界限值，一種對探測器性能的約束。
12、本專利技術的第二目的是，提出一種應用于光芯片測試的噪聲校正方法，光芯片測試系統在不同偏振狀態下的響應度，通過芯片測試系統的線性擾動理論對光芯片測量噪聲進行多項式擬合，實現光芯片測試系統的噪聲校正。
13、采取的技術方案如下：
14、一種應用于光芯片測試的噪聲校正方法，包括如下步驟：
15、步驟1、光芯片測試系統測量校準光器件在不同偏振態下的偏振響應度，獲得測量數據；
16、步驟2、根據步驟1的測量數據，定義偏振響應度線性方程組，如下：；
17、也可以表示為：
18、；
19、其中， a為4×4矩陣；為4×1的列向量，其中為求解上述方程組而得到的穆勒矩陣因子；同樣為4×1的列向量，其中為步驟1中測量所得的偏振響應度；為光功率監測模塊記錄四種偏振態下的參考光功率，為光功率探測模塊所記錄的測量光功率；
20、步驟3、求解步驟2的偏振響應度線性方程組，得，進而計算穆勒矩陣因子的噪聲，如下：；
21、其中，為4×1的列向量，是校準光器件的理想的穆勒矩陣因子，不包含噪聲；
22、步驟4、構建光芯片測試系統的偏振響應度噪聲模型，如下：
23、；
24、其中，為4×1的列向量，表示上述偏振響應度線性方程組中所包含的測量噪聲；為二階噪聲模型的參數，為實數；所以光芯片測試系統的理想偏振響應度可表示如下：
25、；
26、其中，為4×1的列向量，不包含噪聲；
27、步驟5、構建光芯片測試系統的偏振響應度噪聲擾動模型，根據矩陣范數的乘積不等式，噪聲擾動模型可以轉變為如下形式：
28、；
29、其中，表示 a的逆矩陣；系數為實數，與所述校準光器件的偏振依賴損耗相關；表示矩陣范數；
30、步驟6，將步驟1~5循環 n次，每一次循環過程，上述光源模塊的輸出光功率都不同，最終得到 n組觀測數據點；
31、步驟7，擬合 n組觀測數據點，得出光芯片測試系統的偏振響應度噪聲模型的參數，實現光芯片測試系統的噪聲校正，得到理想的偏振響應度；根據偏振響應度線性方程組、理想的偏振響應度可以求解得出理想穆勒矩陣因子，表征光芯片的光傳輸特性。
32、對本專利技術噪聲校正方法的進一步改進，步驟1的具體方法如下：光芯片測試系統的光路連通，調整偏振控制模塊輸出光束的偏振態依次為0°線偏振、90°線偏振、45°線偏振和-45°線偏振，光功率監測模塊記錄四種偏振態下的參考光功率為；光功率探測模塊記錄測量光功率。
【技術保護點】
1.一種應用于光芯片測試的噪聲校正系統，其特征在于，該芯片測試系統包括光源模塊（1）、偏振控制模塊（2）、光功率監測模塊（3）、光傳輸模塊（4）和光功率探測模塊（5），
2.根據權利要求1所述的應用于光芯片測試的噪聲校正系統，其特征在于，光源模塊（1）為光功率可調單波長激光器。
3.根據權利要求1所述的應用于光芯片測試的噪聲校正系統，其特征在于，偏振控制模塊（2）包括偏振分析儀和三環偏振控制器，其中，偏振分析儀調節光源模塊（1）的輸出光的偏振態，三環偏振控制器保持光束偏振態的穩定。
4.根據權利要求1所述的應用于光芯片測試的噪聲校正系統，其特征在于，光功率監測模塊（3）包括分光器件和光電探測器，分光器件按照固定分光比SR將輸入光分為兩路光束：一路強光，一路弱光；光電探測器監測弱光光路的光功率，根據固定分光比SR計算偏振控制模塊（2）的輸入至光功率監測模塊（3）的光功率；強光光路為光芯片測試系統的主光路，與光傳輸模塊（4）相連。
5.根據權利要求4所述的應用于光芯片測試的噪聲校正系統，其特征在于，光功率監測模塊（3），所實現的固定分光
6.根據權利要求1所述的應用于光芯片測試的噪聲校正系統，其特征在于，光傳輸模塊（4）包括校準光器件，校準光器件包含以下特征：，
7.根據權利要求1所述的應用于光芯片測試的噪聲校正系統，其特征在于，光功率探測模塊（5）包括光電探測器，光電探測器的暗電流小于，為暗電流的一個界限值。
8.根據權利要求1-7任意一項所述的應用于光芯片測試的噪聲校正系統的噪聲校正方法，其特征在于，包括如下步驟：
9.根據權利要求8所述的噪聲校正方法，其特征在于，步驟1的具體方法如下：光芯片測試系統的光路連通，調整偏振控制模塊（2）輸出光束的偏振態依次為0°線偏振、90°線偏振、45°線偏振和-45°線偏振，光功率監測模塊（3）記錄四種偏振態下的參考光功率為；光功率探測模塊（5）記錄測量光功率。
...【技術特征摘要】
1.一種應用于光芯片測試的噪聲校正系統，其特征在于，該芯片測試系統包括光源模塊（1）、偏振控制模塊（2）、光功率監測模塊（3）、光傳輸模塊（4）和光功率探測模塊（5），
2.根據權利要求1所述的應用于光芯片測試的噪聲校正系統，其特征在于，光源模塊（1）為光功率可調單波長激光器。
3.根據權利要求1所述的應用于光芯片測試的噪聲校正系統，其特征在于，偏振控制模塊（2）包括偏振分析儀和三環偏振控制器，其中，偏振分析儀調節光源模塊（1）的輸出光的偏振態，三環偏振控制器保持光束偏振態的穩定。
4.根據權利要求1所述的應用于光芯片測試的噪聲校正系統，其特征在于，光功率監測模塊（3）包括分光器件和光電探測器，分光器件按照固定分光比sr將輸入光分為兩路光束：一路強光，一路弱光；光電探測器監測弱光光路的光功率，根據固定分光比sr計算偏振控制模塊（2）的輸入至光功率監測模塊（3）的光功率；強光光路為光芯片測試系統的主光路，與光傳輸模塊（4）相連...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳澤，張曉波，史弘康，李磊，
申請(專利權)人：希烽光電科技南京有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。