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激光二极管通讯模块出产测验体系详解

随着互联网的快速普及,Giga级带宽网络通讯的广泛应用以及ATM/Sonet,通用电话制造业等相关通讯产品的不断发展,运用WDM(WavelengthDivisionMultiplexed)技术的宽带

  跟着互联网的快速遍及,Giga级带宽网络通讯的广泛运用以及ATM/Sonet,通用电话制造业等相关通讯产品的不断开展,运用WDM(Wavelength Division Multiplexed)技能的宽带大容量的接入体系正逐渐成为业界的干流开展趋势。运用这种接入体系可以在防止重复装置新的通讯线路的基础上,大大添加现有光纤通讯线路的传输带宽。

  WDM技能的运用使得将不同波长的光信号经过一路光纤进行传输成为了实践。因为该体系要求体积小,功耗低,因而激光二极管(Laser Diodes)已经成为了该体系中不可或缺的中心元件。在WDM体系中,每隔一段特定的间隔,光信号被掺铒光纤扩大器(EDFA:Erbium Doped Fiber Amplifiers)扩大。某些公司,如朗讯科技已将这一技能进一步开展成为具有一个Terabit容量的Dense and Ultra-Dense WDM体系。

  本质上讲,激光二极管(LD)便是一个在有正向电流鼓励的条件下的半导体发光器材。其波长从最高1550nm(红外区)到最低750nm(绿光区),输出功率一般从几个毫瓦到几瓦不等。其作业形式可以是脉冲的(pulse)也可以是继续的(continuous wave)。激光二极管对温度改变极为灵敏—几个摄氏度的温度改变或许导致其“形式跳变”(modehopping)或许输出光波长的阶跃。

  现在,在光通讯体系中很多运用的有两种激光二极管:FP(Fabry-Perot)和DFB(Distributed Feedback)。二者的差异首要表现在输出光特性的不同。FP激光器可以发生包含有若干种离散波长的光,而DFB激光器则宣布具有额外波长的光。一般在DFB激光器中有一个反射分选器(reflection gratings)用来消除除了额外波长之外的其它光波。

  因为WDM技能要求具有多种不同波长的光信号一起进行传输,因而在如今一切的WDM体系中均运用DFB激光器。而FP激光器则大多用于那种一个光纤通路对应一个收发器(transceiver)的体系,如Local Area NetWords(LANs),Fiber To The Curb(FTTC)和Fiber To The Home(FTTH)。

  激光二极管一般要于其它元件一起封装在一个模块里边,这样的模块一般包含一个激光二极管(LD),一个背光二极管(BD),用来监控LD的输出光功率,一个温度控制器(TEC),用来将作业温度保持在25,以及一个用来监测模块温度的热敏电阻(Thermistor)。用吉时

测验简介:

  如前所述,跟着宽带接入技能的开展,激光二极管的需求量正在不断添加。因而,关于当今的激光二极管出产厂商来说,就提出了如下问题:在激光二极管产值和产品自身杂乱程度不断添加的状况下,怎么确保产品测验设备的高性价比和测验准确度。事实上,因为激光二极管模块的产品附加值跟着出产以及拼装进程是一个不断添加的进程,比如对一个因为背光二极管(Back facet photo-diode)失效而损坏的完好模块进行修理的费用将远远大于在拼装之前对该二极管进行完好电性测验的费用。所以,为了下降测验本钱,一个高速灵敏(High-speed flexible)的测验解决方案无疑是最佳挑选。

  一个典型的DFB激光二极管模块测验进程一般须完结以下项目的测验:

  ●激光二极管正向电压(Laser diode forward voltage)

  ●拐点测验(Kink test)/线性度测验(Slope efficiency)

  ●门限电流(Threshold current)

  ●背光电流(Back facet current)

  ●光功率(Optical output power)

  ●背光二极管电压降(Back facet voltage drop)

  ●背光二极管暗电流(Back facet dark current)

  前5个参数的测验是最为遍及的,可以在一个被称作L-I-V扫描的测验进程中得到悉数的成果。这种快速并且本钱相对较低的直流测验可以在较早的测验程序中鉴别出失效的部件,然后将那些价格昂扬的非直流测验设备可以在尔后的测验程序中愈加有用的发挥其效果。

  正向电压测验(Forward Voltage Test)

  正向电压测验用来查验激光二极管(LD)的正向特性。测验进程中,一般要求给被测的激光二极管扫描一个正向电流(IF),一起测验其正向电压降。某些大功率元件要求扫描2~3A(一般以1mA为步长)电流,而大部分元件所需的扫描电流不超越1A。每一步的扫描时间一般要求控制在几个毫秒左右。电压测验规模典型值为0~10V(分辨率为微伏级)。

  门限电流测验

  所谓门限电流指的是激光二极管开端发光时的正向鼓励电流值。该电流值可经过核算输出光强的二阶微分的最大值得到。图三给出了上述界说的示意图。最上面的一条曲线是给激光二极管扫描正向电流时的光输出特性。中心那条曲线是其一阶微分曲线。最下面的则是其二阶微分曲线图,其间的峰值点给出了门限电流的方位。

  光强测验

  光强测验用来查验激光二极管的光输出功率巨细,该功率值一般跟着鼓励电流增大而增大,一般用mW或W表明。测验原理一般有沟通和直流两种。根据沟通原理的测验一般要用到光功率计。而根据直流原理的测验一般选用如下方法:将一个反向偏置的光电二极管(reverse-biased photodiode)放置在被测激光二极管宣布光的输出端,然后用微微安表(Picoammeter)或静电计(Electrometer)测验该光电二极管上发生的电流巨细,最终经过事前编好的体系软件核算出实践的光功率值。在这个进程中,光电二极管上感生电流的典型值一般为0~3mA,要求最低分辨率100nA。在实践的测验进程中,根据直流原理的测验方法比根据沟通原理的测验方法速度快。   背光二极管(Back facet monitor diode)测验

  该项测验用来检测当激光二极管输出光功率添加时,背光二极管(反向偏置)呼应状况。其感生电流的典型丈量规模是0~100mA,分辨率100nA。测验设备一般选用微微安表(Picoa mmeter)或静电计(Electrometers)。拐点测验 (Kink Test)/线性度测验(Slope Efficiency)

  该项测验用来查验被测激光二极管的正向鼓励电流(IF)与该激光二极管输出光功率(L)之间的联系曲线的线性好坏。理论上讲,当激光二极管作业在额外规模内时,L与IF应该是严厉线性的联系,这样的话,其一阶微分应该是一条近似水平的直线。如果在一阶微分曲线上呈现了显着的拐点(Kink),或许说该曲线不行滑润,那么咱们以为该激光二极管有缺点。也便是说,当该激光二极管作业在呈现拐点的鼓励电流点时,其输出光功率与鼓励电流值必不成线性比例联系。一起,L vs. IF曲线的二阶微分的最大值即为该被测激光二极管的门限电流值。

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