Opti-Stretch: Echtzeitanalyse hochfrequenter Signale

F R A U N H O F E R - I N S T I T U T F Ü R P h y si k a l is c he M esste c hni k I P M
Optische Impulse ermöglichen die
Messung hochfrequenter Signale in
Echtzeit – und erweitern so die Band-
Opti-Stretch
Echtzeitanalyse hochfrequenter Signale
breite der Messtechnik.
Ultraschnelle Messtechnik für
Zeitstreckung beruht. Die Technologie
hochfrequente Signale
der optischen Zeitstreckung bietet bisher
ungenutzte Möglichkeiten für die Analyse
Ein Smartphone ist heute leistungsfähiger
hochfrequenter Signale in Echtzeit und
als es früher große EDV-Anlagen waren.
erweitert die Bandbreite konventioneller
Möglich wurde dies dank Fortschritten in
Messgeräte enorm.
der Mikroelektronik, die immer leistungsfäFraunhofer-Institut für
higere und schnellere Elektronikkomponen-
Physikalische Messtechnik IPM
ten hervorgebracht haben. Solche Kompo-
Einfache Handhabung
nenten arbeiten in Frequenzbereichen, die
Materialcharakterisierung
noch vor wenigen Jahren als unerreichbar
Mit Opti-Stretch bietet Fraunhofer IPM ein
und -prüfung
galten. Schaltkreise mit Signalfrequenzen
System zur Analyse hochfrequenter Signale
Fraunhofer-Platz 1
bis zu 760 GHz sind heute möglich.
in Echtzeit, das auf der Technologie der op-
67663 Kaiserslautern
Dies stellt neue Anforderungen an die
tischen Zeitstreckung basiert. Opti-Stretch
Messtechnik: Konventionelle elektronische
ist als Frontend zu kommerziell verfügbaren
Messtechnik kann kleinste Signalfehler
Oszilloskopen oder Analog-Digital-Conver-
auf kurzen Zeitskalen oder schnelle, nicht
tern nutzbar und enthält alle notwendigen
periodische Signale nicht erfassen.
optischen Komponenten. Dies ermöglicht
Ansprechpartner
Dr. Christoph Kaiser
Gruppenleiter
einen einfachen Umgang mit dem
Terahertz-Opto-Elektronik
Telefon +49 (631)205740-06
System – mit allen Ein- und Ausgängen
Optische Zeitstreckung
[email protected]
mit auf die Anwendung zugeschnittenen
Für solch hohe Frequenzbereiche
www.ipm.fraunhofer.de
die notwendig sind, um beliebige Signale
nutzt Fraunhofer IPM eine neuartige
ultraschnelle Messtechnik, die auf optischer
elektro-optischen Modulatoren zu erfassen.
Systemeigenschaften – gestreckte RF-Signale
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10 GHz RF-signal
Vergrößerung = 15.5
5 GS/s Oszilloskop
77 GS/s effektive Sampling-Rate
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95 GHz RF-signal
Vergrößerung = 7.4
16.8 GHz Oszilloskop
124 GHz effektive Bandweite
Variable Zeitstreckung möglich
Durch den gezielten Einsatz dispersiver
Elemente werden die Signale zeitlich
gestreckt und mit Photodioden detektiert.
Sie können anschließend auf Oszilloskopen
aufgezeichnet werden, die ohne OptiStretch nicht nutzbar gewesen wären.
Durch das neuartige und zum Patent angemeldete Resonatorprinzip des Opti-StretchSystems ist darüber hinaus eine variable
Streckung der Zeit möglich, so dass in diese
»hineingezoomt« werden kann. Kombiniert
mit ausgefeilter Software zur Auswertung
liefert dieses System höchste Performance
für eine Vielzahl von Messaufgaben.
Funktionsprinzips des Opti-Stretch Systems: Das zu messende elektrische Signal wird mittels
elektro-optischem Modulator in den optischen Bereich überführt.
Spezifikationen
© Fraunhofer IPM 06/2015; Bilder: Fraunhofer IPM
Abmsessungen
Höhe 340 mm
Breite 630 mm
Tiefe 630 mm
Aufnahme-Sequenz
typ. 800 ps
Vergrößerung
M > 10 (typ. 15)
Bandbreite
min. 45 GHz (typ. 50 GHz)
Signal-Eingangsleistungen:
0 – 20 dBm
(10 – 15 dBm optimal)
Änderungen an den Spezifikationen und technischen Daten vorbehalten.