波分復(fù)用系統(tǒng)中高性能光探測(cè)器高速性能和測(cè)量方法的研究.pdf

1、隨著光纖通信技術(shù)的不斷發(fā)展，所要傳輸?shù)男畔⒘?、所需要的信息處理速度都在不斷提升。光探測(cè)器作為光纖通信系統(tǒng)的關(guān)鍵器件，其性能的不斷改進(jìn)、各種關(guān)鍵參數(shù)的精確測(cè)量和表征，正逐漸成為光纖通信領(lǐng)域研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。本論文圍繞光探測(cè)器的重要參數(shù)，分別對(duì)其測(cè)量方法進(jìn)行了研究，并著重研究了頻率響應(yīng)性能的測(cè)量方法；另外，提出了一種改進(jìn)高速性能的方法，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。所取得的主要研究成果如下： 1.對(duì)多種材料、結(jié)構(gòu)的光探測(cè)器件進(jìn)行了大量的測(cè)試工作

2、，依據(jù)測(cè)量結(jié)果，對(duì)光探測(cè)器芯片的各種重要參數(shù)的測(cè)量方法進(jìn)行了總結(jié)和分析，包括Ⅰ-Ⅴ特性、暗電流、光電轉(zhuǎn)換效率、頻率響應(yīng)特性、調(diào)諧性能等，并且通過(guò)建立正反向12項(xiàng)誤差模型，得到了對(duì)測(cè)量過(guò)程中由探針等工具引入的誤差進(jìn)行校準(zhǔn)的方案。 2.對(duì)光探測(cè)器頻率響應(yīng)的理論和工作原理進(jìn)行了深入的研究，分析了采用光波器件分析儀法的測(cè)試步驟和校準(zhǔn)方法，搭建了測(cè)試系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)器件的測(cè)試驗(yàn)證了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，應(yīng)用此方法對(duì)多種結(jié)構(gòu)的光探測(cè)器進(jìn)行了測(cè)試。另

3、外，搭建了新的測(cè)試平臺(tái)，使測(cè)試系統(tǒng)的可測(cè)頻率范圍從20GHz擴(kuò)展到40GHz。 3.通過(guò)對(duì)脈沖法測(cè)量器件頻譜響應(yīng)的原理進(jìn)行研究，根據(jù)實(shí)驗(yàn)框圖搭建出了實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)，進(jìn)行了脈沖法測(cè)量器件頻譜響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，使用不同線寬的光源，對(duì)結(jié)果進(jìn)行了比較，提出了提高測(cè)試準(zhǔn)確性的方法以及更精確處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方法。 4.通過(guò)對(duì)影響光探測(cè)器高速性能的因素進(jìn)行的分析，采用了一種通過(guò)串聯(lián)平面螺旋電感來(lái)抑制結(jié)電容對(duì)高速性能的限制，從而提高光

4、探測(cè)器高速性能的方法。利用微波電路仿真軟件，建立了光探測(cè)器的小信號(hào)電路模型，通過(guò)改變其中的電感值，觀察出了電感值的變化對(duì)器件高速性能的影響方式。根據(jù)理論仿真的結(jié)果，制作出探測(cè)器并進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果顯示，未加電感的光探測(cè)器高速性能只能達(dá)到2GHz，而加了電感的光探測(cè)器高速性能最大可以達(dá)到5GHz，證明了電感值的增加可以明顯提高器件的高速性能，得到了與理論分析一致的結(jié)果。根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論以第一作者的身份完成了一篇科研論文，已經(jīng)被《光電子·激