RIGOL DS80000 高帶寬示波器在激光脈沖測試中的應用案例

在激光技術飛速發展的今天，激光脈沖測試在科研、工業加工、通信等諸多領域都發揮著至關重要的作用。精準獲取激光脈沖的各項參數，是確保激光系統穩定運行、優化系統性能的關鍵。RIGOL DS80000 系列高帶寬示波器憑借卓越的性能，為激光脈沖測試提供了可靠的解決方案，助力各行業攻克測試難題。本文將通過具體案例，深入剖析 RIGOL DS80000 在激光脈沖測試中的應用。

一、RIGOL DS80000 系列示波器概述

RIGOL DS80000 系列是普源精電自主研發的第八代數字示波器，專為應對高速信號測試挑戰而設計。該系列示波器擁有最高 13GHz 的模擬帶寬，最高 40GSa/s 的實時采樣率，以及最高 4Gpts 的存儲深度，波形捕獲率可達 500,000wfms/s。同時，配備 15.6 英寸高清觸摸大屏，支持多窗口手勢操作，并具備豐富的觸發功能、串行總線解碼功能和數學運算功能，能夠滿足復雜測試場景的需求。

二、在半導體激光器調制帶寬測試中的應用

2.1 測試背景與挑戰

半導體激光器在光通信、激光加工等領域應用廣泛，調制帶寬是衡量其性能的重要指標。在測試半導體激光器調制帶寬時，需提供一個頻率范圍最大 10GHz 且幅值可調節的測試信號，同時需要高速穩定的采集設備，以觀察輸出光的信息。激光器輸出的調制光頻率范圍較廣，對測試設備的帶寬和采樣率要求極高。

2.2 測試方案搭建

在此次測試中，選用 RIGOL DSG3000B 系列高帶寬射頻源，為半導體激光器提供穩定的調制信號，其頻率范圍和模擬、數字調制功能，能滿足測試對調制信號的要求。搭配 RIGOL DS80000 系列數字示波器采集測量高速光電信號。DS80000 系列示波器最高支持 13GHz 帶寬，可滿足激光器 13GHz 以下的測量需求，40GSa/s 的采樣率，依據奈奎斯特采樣定律，能采集周期 50ps 以上的信號，精準捕捉調制光信號轉化出的電信號波形。

2.3 測試過程與結果分析

測試時，半導體激光器接收不同的調制信號，輸出對應的波形。通過 DS80000 示波器測量電壓值，并與射頻源提供的信號進行對比，得出半導體激光器的調制帶寬范圍和頻率響應效果。示波器的 REF 參考波形功能可保留十個采集到的信號，方便對不同頻率和功率下的波形進行對比分析。此外，示波器自帶波形測量功能，以及內置的頻率計和電壓表，通過多次測量，能準確獲取半導體激光器的相關參數。測試結果表明，該方案實現了對半導體激光器調制帶寬的高精度測量，為產品研發和優化提供了有力的數據支持。

三、在激光雷達測試中的應用

3.1 測試背景與挑戰

激光雷達作為自動駕駛、3D 映射和機器人導航等領域的核心傳感器，其性能直接影響系統的可靠性和準確性。在激光雷達的開發和測試過程中，需要對激光脈沖和反射信號進行精確分析，以確保信號的完整性、時序的準確性，并進行故障診斷和系統優化。這要求測試設備具備高帶寬、高采樣率和多通道同步測量能力。

3.2 測試方案搭建

RIGOL DS80000 系列示波器憑借高帶寬和多通道特性，成為激光雷達測試的理想選擇。將示波器的多個通道分別連接到激光雷達的激光發射端、接收端以及其他關鍵節點，實時捕獲激光脈沖和反射信號的波形。

3.3 測試過程與結果分析

3.3.1 信號完整性分析

通過 DS80000 示波器，可捕捉激光脈沖和反射信號的波形，測量上升時間、下降時間、振鈴等參數，判斷信號是否失真。同時，對信號中的噪聲進行檢測和量化，分析隨機噪聲和周期性噪聲的來源，為優化激光雷達系統的設計提供依據。

3.3.2 時序分析

示波器的高時間分辨率，可精確測量激光脈沖發射和接收之間的時間延遲，為計算目標距離提供準確數據。在多通道激光雷達系統中，利用示波器的多通道功能，檢查各通道信號的同步性，確保系統的正常運行。

3.3.3 調試與驗證

在激光雷達原型設計階段，使用 DS80000 示波器的自動測量功能，快速驗證電路設計是否滿足預期指標，如檢查放大器的增益、濾波器的頻率響應等。在系統優化過程中，實時監控激光器脈寬和重復頻率調整時輸出信號的變化，找到最佳工作參數，提高系統的測距精度，降低功耗和熱量生成。

3.3.4 故障診斷

當激光雷達系統發生故障時，通過對比正常工作狀態和故障狀態下的波形，快速定位問題。示波器的長時間數據記錄功能，可記錄信號的變化過程，對間歇性故障的診斷尤為有用，幫助工程師找出故障原因，提高系統的穩定性和可靠性。

上述案例充分展示了 RIGOL DS80000 系列高帶寬示波器在激光脈沖測試中的強大優勢和廣泛應用前景。無論是半導體激光器調制帶寬測試，還是激光雷達系統的全面測試，DS80000 示波器都能憑借高帶寬、高采樣率、深存儲和豐富的功能，為測試工作提供精準的數據支持，助力工程師解決復雜的測試難題。

隨著激光技術的不斷發展，對激光脈沖測試的要求也將越來越高。RIGOL DS80000 系列示波器有望在未來持續升級，進一步提升性能，拓展功能，為激光領域的科研和產業發展提供更加強大的測試工具，推動激光技術在更多領域實現創新應用。