26.11.2010
Im Bereich der Hochfrequenzanwendungen werden elektronische Messgeräte mittlerweile bis zu ihrer Bandbreitenbegrenzung ausgenutzt. Um eine verlässliche Interpretation der Messdaten zu gewährleisten, ist eine genaue Charakterisierung der Transferfunktion der verwendeten Geräte notwendig. Da dafür Messverfahren mit einer weit höheren Bandbreite als die des Geräts erforderlich sind, werden elektrooptische Messmethoden verwendet, die Frequenzen bis in den THz-Bereich abdecken.
Mittels eines Femtosekundenlasers wurden dafür in der PTB mit speziellen Photoschaltern wenige Pikosekunden kurze Strompulse mit Bandbreiten bis über 300 GHz erzeugt. Mittels elektrooptischer Abtastverfahren konnte der Verlauf der erzeugten Strompulse genau gemessen werden. Solche Pulse wurden anschließend in einen Koaxialleiter eingekoppelt und in das zu charakterisierende Oszilloskop eingespeist. Vergleicht man die Form eines eingespeisten mit der Form des vom Oszilloskop gemessenen Pulses, so kann die Transferfunktion (oder Impuls- und Sprungantwort) des Geräts mittels entsprechender Datenanalyse bestimmt werden. Für diese Analyse wurden zusätzlich verschiedene experimentelle Parameter berücksichtigt, wie zum Beispiel die Übertragungsfunktion der Einkopplung oder die Reflektionseigenschaften des Systems. Die durchgeführte Unsicherheitsbestimmung basierte auf Monte Carlo Simulationen, bei denen verschiedene experimentelle Eingangsgrößen variiert wurden. Dabei wurden erstmals auch Korrelationen berücksichtigt, so dass die Unsicherheit der gemessenen Zeitantwort des Oszilloskops (Impuls- oder Sprungantwort) durch eine komplette Kovarianzmatrix beschrieben werden kann.
Ansprechpartner: Heiko Füser
Fachbereich 2.5: Halbleiterphysik und Magnetismus