波分復用系統(tǒng)中高性能光探測器高速性能和測量方法的研究.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。光探測器作為光纖通信系統(tǒng)的關(guān)鍵器件，其性能的不斷改進、各種關(guān)鍵參數(shù)的精確測量和表征，正逐漸成為光纖通信領(lǐng)域研究的重點和熱點。本論文圍繞光探測器的重要參數(shù)，分別對其測量方法進行了研究，并著重研究了頻率響應(yīng)性能的測量方法；另外，提出了一種改進高速性能的方法，并進行了實驗驗證。所取得的主要研究成果如下： 1.對多種材料、結(jié)構(gòu)的光探測器件進行了大量的測試工作

2、，依據(jù)測量結(jié)果，對光探測器芯片的各種重要參數(shù)的測量方法進行了總結(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，并且通過建立正反向12項誤差模型，得到了對測量過程中由探針等工具引入的誤差進行校準的方案。 2.對光探測器頻率響應(yīng)的理論和工作原理進行了深入的研究，分析了采用光波器件分析儀法的測試步驟和校準方法，搭建了測試系統(tǒng)，通過對標準器件的測試驗證了系統(tǒng)的準確性，應(yīng)用此方法對多種結(jié)構(gòu)的光探測器進行了測試。另

3、外，搭建了新的測試平臺，使測試系統(tǒng)的可測頻率范圍從20GHz擴展到40GHz。 3.通過對脈沖法測量器件頻譜響應(yīng)的原理進行研究，根據(jù)實驗框圖搭建出了實驗測量系統(tǒng)，進行了脈沖法測量器件頻譜響應(yīng)的實驗。實驗過程中，使用不同線寬的光源，對結(jié)果進行了比較，提出了提高測試準確性的方法以及更精確處理實驗結(jié)果的方法。 4.通過對影響光探測器高速性能的因素進行的分析，采用了一種通過串聯(lián)平面螺旋電感來抑制結(jié)電容對高速性能的限制，從而提高光

4、探測器高速性能的方法。利用微波電路仿真軟件，建立了光探測器的小信號電路模型，通過改變其中的電感值，觀察出了電感值的變化對器件高速性能的影響方式。根據(jù)理論仿真的結(jié)果，制作出探測器并進行測量，測量結(jié)果顯示，未加電感的光探測器高速性能只能達到2GHz，而加了電感的光探測器高速性能最大可以達到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)這個實驗結(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