【導讀】激光器線性度是TDLAS氣體檢測
、相幹光通信等領域高質量光源保障的核心指標，其測試核心在於獲取“驅動信號—光頻率”特性曲線並優化線性表現。本文聚焦RIGOL DG70000係(xi)列(lie)任(ren)意(yi)波(bo)形(xing)發(fa)生(sheng)器(qi)
，詳(xiang)解(jie)其(qi)在(zai)該(gai)測(ce)試(shi)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)邏(luo)輯(ji)與(yu)實(shi)踐(jian)方(fang)案(an)。測(ce)試(shi)采(cai)用(yong)頻(pin)率(lv)調(tiao)製(zhi)為(wei)主(zhu)導(dao)的(de)閉(bi)環(huan)鏈(lian)路(lu)，通(tong)過(guo)任(ren)意(yi)波(bo)形(xing)發(fa)生(sheng)器(qi)生(sheng)成(cheng)驅(qu)動(dong)波(bo)表(biao)
、幹涉儀/光譜儀測量光頻

，再經預失真等算法校正非線性誤差，實現高線性度掃頻輸出。

測試原理：頻率調製與閉環校正

激光器線性度測試的核心目標是獲取“驅動信號—光頻率”特性曲線，並盡量使其接近理想線性。

1.頻率調製（FM）主導

相較於強度調製（IM），客ke戶hu采cai用yong頻pin率lv調tiao製zhi技ji術shu來lai控kong製zhi激ji光guang器qi輸shu出chu。通tong過guo改gai變bian光guang載zai波bo頻pin率lv來lai調tiao製zhi信xin號hao
，這zhe種zhong方fang式shi具ju有you更geng強qiang的de抗kang幹gan擾rao能neng力li，能neng有you效xiao減jian少shao環huan境jing噪zao聲sheng和he器qi件jian非fei線xian性xing對dui信xin號hao的de影ying響xiang。

2. 閉環測試鏈路

信號驅動：利用任意波形發生器（AWG）生成經過設計的複雜波表（Wave table）驅動激光器。

光頻測量：通過非平衡幹涉儀或高精度光譜儀實時測量激光瞬時頻率。

線性評估與校正：繪製“驅動電壓—光頻率”曲線，計算非線性誤差。利用預失真（Pre-distortion）或迭代算法，反向調整AWG輸出的驅動波形
，補償激光器的固有非線性
，從而實現高線性度的掃頻輸出。

測試挑戰：長波形、高同步與精細調控

在構建高精度線性度測試係統時
，實驗室麵臨以下核心技術挑戰：

1.超長波形生成的存儲瓶頸

為了實現寬範圍且高分辨率的頻率掃描
，同時進行精細的預失真校正，驅動信號往往非常複雜。客戶在實驗中需要生成長度高達80 Mpts甚(shen)至(zhi)更(geng)大(da)長(chang)度(du)的(de)波(bo)表(biao)信(xin)號(hao)。普(pu)通(tong)的(de)信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)存(cun)儲(chu)深(shen)度(du)有(you)限(xian)，無(wu)法(fa)一(yi)次(ci)性(xing)加(jia)載(zai)如(ru)此(ci)長(chang)時(shi)基(ji)的(de)調(tiao)製(zhi)信(xin)號(hao)，導(dao)致(zhi)測(ce)試(shi)不(bu)僅(jin)需(xu)要(yao)分(fen)段(duan)進(jin)行(xing)

，還(hai)容(rong)易(yi)引(yin)入(ru)拚(pin)接(jie)誤(wu)差(cha)。

2. 采樣率與頻率步進的適配性

不(bu)同(tong)型(xing)號(hao)的(de)激(ji)光(guang)器(qi)響(xiang)應(ying)特(te)性(xing)不(bu)同(tong)
，且(qie)在(zai)預(yu)失(shi)真(zhen)調(tiao)試(shi)過(guo)程(cheng)中(zhong)，需(xu)要(yao)靈(ling)活(huo)調(tiao)整(zheng)信(xin)號(hao)的(de)采(cai)樣(yang)率(lv)以(yi)改(gai)變(bian)掃(sao)頻(pin)速(su)率(lv)和(he)分(fen)辨(bian)率(lv)。測(ce)試(shi)設(she)備(bei)需(xu)具(ju)備(bei)在(zai)寬(kuan)範(fan)圍(wei)內(nei)（如100 Sa/s至5 GSa/s）自由調節采樣率的能力，以匹配200 MHz至數GHz頻率範圍內的精確調節需求。

3. 多路信號協同工作的難題

客戶測試係統不僅需要AWG輸出調製信號
，還需要另一台信號源（如AFG）tigongtongbudefuzhuxinhaohuozhiliupianzhilaijingquetiaojiejiguangqigongzuodian。liangluxinhaobixubaochipimiaojizhinamiaojideyangetongbu。ruguotongbuxingcha，huidaozhiqudongxinhaoyupinlvxiangyingshipei，zhijieyingxiangxianxingduxiaozhengsuanfadezhunquexing。

解決方案

針對上述挑戰，RIGOL提供了以DG70000係列任意波發生器為核心的兩套測試方案：

高性能測試方案： 1台四通道DG70004， 一機完成調製信號和同步信號，實現皮秒級精密同步

高性價比測試方案：1台兩通道DG70002輸出主調製波形，1台兩通道DG5502輸出同步輔助信號。

高性能測試方案

1.全新升級的深存儲
，輕鬆應對超長複雜波表

全新升級的DG70000係列任意波形發生器具備單通道1.5 Gpts擴展到3 Gpts的任意波長度，這使得客戶能夠輕鬆加載樣本點多且複雜的調製波表，無需分段即可輸出連續、完整的複雜預失真波形，有效緩解了長時基信號生成的存儲瓶頸。

備注：示波器中測得周期為600ms

，當前AWG輸出采樣率為5GSa/s，此時通過輸出采樣率x周期時間得出當前波形的點數為3,000,000,000pts

2. 靈活采樣率
，實現精細頻率控製

DG70000係列任意波形發生器支持在 100 Sa/s 至 12 GSa/s 範圍內自由設定采樣率，可輸出低至400 ps的窄脈衝
，真實還原信號。DC~5 GHz輸出頻率範圍，滿足更多場景應用。在實驗中，客戶利用這一特性
，根據不同激光器器件的特性靈活調整采樣率
，實現了在200 MHz頻率範圍內對激光器驅動信號的精確調節
，確保了信號與應用場景的高度匹配。

3. 多設備協同，皮秒級精準同步

DG70000係列任意波形發生器構建的高性能方案使用DG70004任ren意yi波bo形xing發fa生sheng器qi輸shu出chu主zhu調tiao製zhi波bo形xing和he同tong步bu輔fu助zhu信xin號hao。利li用yong一yi機ji多duo通tong道dao間jian高gao精jing度du同tong步bu，實shi現xian了le精jing準zhun的de信xin號hao協xie同tong。這zhe種zhong架jia構gou確que保bao了le調tiao製zhi信xin號hao與yu偏pian置zhi調tiao節jie信xin號hao在zai時shi域yu上shang的de嚴yan格ge對dui齊qi，大da幅fu提ti升sheng了le“驅動—光頻”曲線測量的重複性與穩定性。

高性價比測試方案

依托RIGOL的高精準度與多設備協同技術，一台DG70002任意波形發生器與一台DG5502 Pro函數/任意波形發生器共同構建了高性價比的組合解決方案。該方案通過外部觸發與參考時鍾連接
，實現了雙機信號協同，並充分發揮了DG5502 Pro在通道對地隔離、500 MHz帶寬及高同步精度（通道間±500 ps、通道同步±200 ps）方麵的性能優勢，為客戶提供了高性價比測試方案的選擇。

基(ji)於(yu)高(gao)性(xing)價(jia)比(bi)測(ce)試(shi)方(fang)案(an)，用(yong)戶(hu)實(shi)驗(yan)室(shi)成(cheng)功(gong)驗(yan)證(zheng)了(le)多(duo)個(ge)激(ji)光(guang)器(qi)器(qi)件(jian)在(zai)不(bu)同(tong)頻(pin)率(lv)變(bian)化(hua)下(xia)的(de)線(xian)性(xing)度(du)，並(bing)為(wei)其(qi)匹(pi)配(pei)了(le)理(li)想(xiang)的(de)頻(pin)率(lv)波(bo)表(biao)。實(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)表(biao)明(ming)
，經(jing)過(guo)校(xiao)正(zheng)後(hou)的(de)激(ji)光(guang)器(qi)在(zai)寬(kuan)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)內(nei)保(bao)持(chi)了(le)穩(wen)定(ding)的(de)線(xian)性(xing)響(xiang)應(ying)，為(wei)TDLAS氣體檢測及相幹光通信係統提供了高質量的光源保障。

儀器支持：RIGOL DG70000係列任意波形發生器

DG70000係列任意波形發生器是業界領先的高性能任意波形發生器，獨創SiFi III技術平台，具有采樣率精確可調、輸出逐點生成任意波、不失真的還原信號細節等優勢。DG70000係列任意波形發生器立足客戶
，支持多種切合實際應用的功能，例如創建高級序列可以滿足用戶自定義複雜波形，而多通道高精度同步、高帶寬低抖動的波形輸出，可滿足用戶在多種工業和通信領域的應用。

固件升級
，功能升級

產品特點：

NEW! 波形存儲深度升級至 3 Gpts（雙通道共享）

NEW! 波表快速播放

NEW! 基礎波形外部導入BIN文件波表類型

NEW! Matlab和Python接口

最高12 GSa/s采樣率

高達5 GHz模擬帶寬

16 bit垂直分辨率

直接生成載波高達5 GHz的信號

-70 dBc無雜散動態範圍

總結

實際測試中，超長波表存儲瓶頸、采樣率與頻率步進適配難題及多路信號同步需求，成為製約測試精度的核心挑戰。對此，RIGOL針對性推出兩套解決方案：高性能方案以四通道DG70004為核心，憑借3 Gpts深存儲、100 Sa/s至12 GSa/s靈活采樣率及通道間皮秒級同步，一機搞定調製與同步信號；高性價比方案則通過DG70002與DG5502 Pro組合，依托外部觸發與參考時鍾協同，平衡性能與成本。本文通過拆解測試原理、挑戰及方案細節，展現DG70000係列在激光器線性度測試中的技術優勢，為相關實驗室提供精準測試的實踐參考。