三十多年以来，美国国家标准与技术研究院（NIST） 一直在为工业、学术界和政府实验室中使用的激光器提供波长校准服务。近日，NIST扩展了其服务范围，包括对波长计的校准——特别是那些测量电信号的波长计，这些被转换成光波的电信号通过光纤线缆来传输数据。
一根典型的光纤线缆能够使用多个波长来传输信息，每个波长构成一个单独的数据通道。为了满足数据传输的需求，工程师和科学家们正在为每根线缆开发更多可用的光波信道。
因此，校准那些测量电信号的波长计显得尤为重要。例如，如果在同一线缆中传输的两个相邻的信道的光波波长由于没有精确测量而发生重叠，则可能会严重影响信息的传递。
这就是为什么来自哥斯达黎加电力研究所的计量学家 Johnny Jiménez去年八月来到了NIST。他带着他研究所的一台波长计来到Patrick Egan的尺寸计量实验室，并在那里进行了为期两个月的访问。
Jiménez说：“随着全球新技术趋势、新光纤网络标准和更高数据传输要求的发展，迫切需要扩展波长计测量的波长范围并提高这些设备的准确性。他补充说，除了提高光纤网络的传输能力外，还需要开发支持新材料和设备测量的高精度波长计，其特性取决于所选波长。
为了校准波长计，Egan依靠光学频率梳——一系列等间隔的频率，它们就像尺子上的刻度一样用来测量光的波长。频率梳与一个振荡器相连，该振荡器的振动频率由全球定位系统控制，从而可以将校准精度直接追溯到秒的国际标准单位。
“NIST能够在非常重要的特定波长范围内校准我们的标准波长计，其精度水平是任何其他国家计量机构都无法比拟的，”Jiménez说。
Egan说，随着电信网络承载越来越多的高速数据，他预计对波长计校准的需求将会增加。NIST现在可以校准1520至1570纳米（nm）的电信号波长范围的波长计，以及633 nm的单一红光波长。Jiménez将对重要电信号波长校准的范围扩展到1310 nm至1625 nm。
Egan表示，根据相应的需求，NIST可能会考虑增加校准用于测量其他类型波长的波长计。
该研究的细节已于 2024 年 11月 7日在线发表在《Metrologia》杂志上。（DOI：10.1088/1681-7575/ad8927）。
