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- ELETTRONICAOGGI 435 - APRILE 2014
EDA/SW/T&M
SPECTRALANALYSIS
disegnare i reticoli di diffrazione sullefibre ottiche. In
pratica si divide un fascio laser di lunghezza d’onda
opportuna in due e poi si fanno ricongiungere questi
due fasci sopra una fibra ottica dove in precedenza
è stato adeguatamente asportato un po’ di mantello,
inmodo tale da rendere vulnerabile un piccolo tratto
di nucleo. Così su quest’ultimo arrivano delle righe
luminose e buie perpendicolari rispetto alla direzione
principale, in grado di scavare leggermente il tratto
scopertodi fibra conperiodo esattamenteuguale alla
lunghezza d’onda che si vuol far risuonare. Il reticolo
scolpito costituisce, infatti, un filtro ottico estrema-
mente selettivo, capace di far riflettere (o lasciar
passare, a secondadella tecnicautilizzata) unabanda
di lunghezzad’onda largaappenaunadecinadi nano-
metri. Questa tecnica sfrutta la teoria pubblicata da
Bragg nel 1913 e consente di fabbricare i filtri ottici
comunemente installati negli amplificatori infibra, nei
front-end dei sistemi di comunicazione ottici, nella
strumentazione e in molte attrezzature utensili per
l’industria.
Un nuovo concetto di analizzatore
Lo strumento concepito nei Thorlabs è un Fourier
Transform Optical Spectrum Analyzer (FT-OSA) che
viene fornito nelle tre versioni OSA201, OSA202 e
OSA203 rispettivamente sensibili nelle gamme di
lunghezze d’onda fra 350 e 1100 nm, 600 e 1700 nm
e 1100 e 2500 nm, tutte con risoluzione spettrale di
7,5 GHz (pari a 0,25 cm
-1
). In pratica, si tratta di un
analizzatore di spettro che permette di visualizzare la
potenza otticadi ingresso in funzionedella lunghezza
d’ondaeper far ciòutilizza, innanzi tutto, un interfero-
metroallaMichelson, che seleziona lecomponenti del
segnale per ogni intervallo elementare di lunghezze
d’onda e poi unmotore di calcolo, che esegue la tra-
sformata di Fourier su tutte le componenti del segna-
le. Dunque, il fasciootticodi ingressoviene suddiviso
in due da un beamsplitter e poi, riflettendosi su due
specchi, i fasci sono instradati su due cammini ottici
con lunghezze che possono differire fino a ±40 mm.
Si tratta, in pratica, di un risuonatore alla Fabri-Perot,
sul quale si può regolare la distanza di risonanza in
modo da cambiare la banda delle lunghezze d’onda
misurabili e, per esempio, nell’OSA201 –40mm corri-
spondonoa350nme+40mma1100nm. Entroquesti
limiti ciascuna scansione può venire eseguita sulle
distanze fra gli specchi del risonatore corrispondenti
all’intervallo delle lunghezze d’onda di interesse.
Ogni volta, al ricongiungimento i due fasci disegnano
una figura di interferenza, o interferogramma, che
dipende dalla differenza fra i cammini ottici percorsi
e costituisce l’autocorrelazione dello spettro ottico
del segnale di ingresso. Applicando la trasformata
di Fourier alla forma d’onda prodotta dall’interfe-
rogramma, si ottiene una funzione che rappresenta
completamente lo spettro ottico del segnale e ha,
inoltre, una definizione in lunghezza d’onda parti-
colarmente accurata, perché è di 10 pm (picometri,
10
-12
m) per l’OSA201 e l’OSA202 a 633 nm e 60 pm
per l’OSA203 a 1550nm, contro i 0,1o al minimo0,05
nm (nanometri, 10
-9
m) che si riescono aottenere con
imonocromatori reticolari allaBragg. Oltre al segnale
ottico da analizzare, a percorrere l’interferometro
c’è anche il fascio di un laser all’elio-neon installato
proprio per poter calibrare i due cammini ottici con
differenza fino a±40mm e ciò consente di triggerare
Fig. 2 – I Fourier Transform Optical Spectrum Analyzer Thorlabs sono
disponibili intreversioni con intervallidi lunghezzed’ondaanalizzabili
di350-1100nm,600-1700nme1100-2500nm
Fig. 3 – Esempio di rappresentazione di un segnale ottico scomposto
con latrasformatadiFouriernellesuecomponentidi lunghezzad’onda
separatedi5nm
