目錄
第二版前言
第一版序
第一版前言
第1章 緒論 1
1.1 器件封裝設計的重要性 1
1.2 器件測試分析的意義 2
1.3 本書主要涉及的器件類型 2
1.4 本書的特點 3
第2章 高速半導體激光器的微波封裝設計 6
2.1 激光器封裝類型 6
2.1.1 TO封裝激光器 6
2.1.2 蝶型封裝激光器 8
2.1.3 氣密小室封裝和子載體封裝激光器 10
2.2 微波設計和封裝方法 11
2.2.1 載體設計 11
2.2.2 金絲設計 12
2.2.3 傳輸線過渡結構設計 12
2.2.4 匹配電路設計 12
2.2.5 偏置電路設計 13
2.2.6 綜合設計考慮 13
2.2.7 焊接和耦合封裝 14
2.3 激光器等效電路模型 15
2.3.1 等效電路模型發(fā)展歷程 15
2.3.2 邊發(fā)射激光器小信號等效電路模型 17
2.3.3 面發(fā)射激光器小信號等效電路模型 21
2.3.4 激光器大信號模型 28
2.3.5 基于速率方程的電路模型 33
2.4 集總參數和分布式模型 37
2.5 “黑盒子”式等效電路模型 39
2.6 封裝技術潛在帶寬估計 40
2.6.1 封裝技術潛在帶寬估計的意義 40
2.6.2 激光器芯片和模塊的測試 41
2.6.3 激光器芯片及模塊本征響應對熱效應的依賴關系 43
2.6.4 激光模塊寄生參數的表征 47
2.6.5 直接扣除法 51
2.6.6 等效電路法 53
2.7 激光器封裝的優(yōu)化設計 54
2.7.1 寄生參數對高頻特性的影響 54
2.7.2 載體上激光器等效電路 55
2.7.3 TO封裝激光器模塊等效電路 56
2.7.4 封裝寄生參數的影響 58
2.8 補償技術 60
思考題 62
參考文獻 62
第3章 高速光調制器的微波封裝設計 70
3.1 LiNbO3光波導調制器 70
3.1.1 光波導制備與模場分布 70
3.1.2 光波導調制器的結構和工作原理 71
3.1.3 實現寬帶調制的條件 72
3.1.4 電極特性參數的計算 73
3.1.5 光波導傳輸特性的計算 74
3.1.6 電極結構優(yōu)化設計 74
3.1.7 管殼設計及終端阻抗匹配 77
3.2 電吸收光調制器 .78
3.2.1 封裝類型 78
3.2.2 微波設計和封裝方法 81
3.3 電吸收光調制器的等效電路模型 81
3.4 EML三端口等效電路模型的建立與分析 83
3.4.1 影響EML高頻特性的因素 83
3.4.2 電光耦合效應 84
3.4.3 三端口模型分析 85
3.4.4 三端口等效電路模型 87
3.4.5 電光耦合效應對器件高頻特性的影響 91
3.5 封裝的優(yōu)化設計 93
思考題 96
參考文獻 97
第4章 高速半導體光探測器的封裝設計 104
4.1 封裝類型 104
4.2 微波設計和封裝方法 105
4.3 光探測器的等效電路模型 106
4.3.1 速率方程等效電路建模 107
4.3.2 微波端口特性等效電路建模 111
4.4 封裝潛在帶寬研究 112
4.4.1 散射參數測量 112
4.4.2 潛在帶寬估計 115
4.5 多種功能微結構光探測器 117
4.5.1 面發(fā)射激光器作探測器 117
4.5.2 電吸收調制器的多重功能 118
4.5.3 DBR調諧結構的光探測器 120
4.6 封裝的優(yōu)化設計 123
4.6.1 元部件共同作用 123
4.6.2 補償技術 124
思考題 126
參考文獻 126
第5章 小信號頻率響應特性 130
5.1 小信號與大信號頻率響應 130
5.2 常用的網絡參數 133
5.3 散射參數 134
5.4 雙端口級聯網絡的參數 135
5.5 光電子器件S參數 137
5.6 主要性能指標定義 139
5.7 動態(tài)特性曲線 140
5.7.1 激光器動態(tài)P-I特性曲線 140
5.7.2 調制器動態(tài)P-V特性曲線 142
5.7.3 激光光源大信號啁啾特性估計 143
思考題 145
參考文獻 145
第6章 網絡分析儀掃頻測試方法 147
6.1 測試方法優(yōu)點與局限性 147
6.2 校準的概念和測試夾具的設計 149
6.3 校準過程中出現的問題 150
6.3.1 相位不確定性 150
6.3.2 頻率限制問題 152
6.3.3 不同測試端口夾具的校準 155
6.4 校準標準的選取 158
6.4.1 校準方法的選取 158
6.4.2 校準標準的比較 159
6.5 運算方法的選擇 160
6.5.1 校準方程的選取 160
6.5.2 運算方法的改進 164
6.6 微波電路測試方法 165
6.6.1 16項誤差模型 165
6.6.2 四端口電路誤差模型的建立和校準標準的選擇 166
6.6.3 最小二乘近似互易在校準中的應用 168
6.7 芯片測試方法 169
6.8 時域特性分析和相頻特性測試 174
6.9 未解決的疑難問題 176
6.9.1 如何獲得第一個電光或光電器件傳輸標準 176
6.9.2 兩個正確的公式給出不同的結果 176
6.9.3 TSM方法中不同標準方程組合給出不同的結果 177
6.10 “雞”和“蛋”問題的總結 179
參考文獻 181
第7章 調制器頻率響應的小信號功率測試法 187
7.1 LiNbO3調制器小信號功率測試法 187
7.1.1 測試原理和測量系統(tǒng) 188
7.1.2 影響測試精度的因素 190
7.1.3 微波檢波器及其他元件的校準 192
7.1.4 利用微波網絡分析儀的掃頻測試 196
7.2 電吸收調制器小信號功率測試法 198
7.2.1 EAM頻率響應理論分析 198
7.2.2 EAM小信號功率測試原理 200
7.2.3 測試系統(tǒng)與實例 201
7.3 高速光探測器諧波測試法 202
7.3.1 鈮酸鋰調制器中諧波的產生 202
7.3.2 諧波測試法及校準 203
思考題 206
參考文獻 206
第8章 光外差技術及其應用 209
8.1 光外差原理及測試系統(tǒng) 209
8.2 激光器波長調諧方式 210
8.3 雙激光器拍頻法測量高速探測器的頻率響應 212
8.4 采用單個DBR可調諧激光器的光外差法 215
8.4.1 可調諧激光器的調諧特性 215
8.4.2 測試原理和校準方法 218
8.5 高速光調制器的頻率響應測量 224
8.5.1 光強度調制器的頻率響應測量 224
8.5.2 光相位調制器的頻率響應測量 225
8.6 自發(fā)輻射譜拍頻法測量高速探測器的頻率響應 226
8.6.1 自發(fā)輻射譜拍頻法的測試原理 226
8.6.2 自發(fā)輻射譜拍頻法的測試系統(tǒng) 227
8.7 光外差技術分析激光器的附加調制效應 230
8.8 波長編碼光時域反射計 235
8.8.1 測量光纖斷點 235
8.8.2 測量布里淵分布 238
8.9 光外差法測量DBR激光器的調諧特性 241
8.9.1 DBR激光器調諧速度測量 241
8.9.2 DBR激光器的波長漂移 245
8.10 光外差光譜分析技術及激光器的線寬測量 252
思考題 253
參考文獻 254
第9章 大信號響應特性測試方法 258
9.1 數字通信用器件的大信號測量 259
9.1.1 大信號特性測試系統(tǒng) 259
9.1.2 眼圖的形成 260
9.1.3 眼圖的測試分析 262
9.1.4 歸零碼眼圖簡介 267
9.1.5 誤碼率的測試分析 268
9.1.6 低誤碼率的測算 269
9.2 大信號測試系統(tǒng)校準方法初探 271
9.2.1 “面對面”方法2719.2.2借助于小信號散射參數測量的校準方法 272
9.3 模擬通信用器件的大信號測量 274
9.3.1 模擬激光器的特點 274
9.3.2 光發(fā)射器件的調制原理 275
9.3.3 模擬通信用器件的參數及測試方法 276
9.4 大信號特性與小信號相頻特性 280
9.5 大信號傳輸系統(tǒng)壓力測試 284
9.5.1 光功率壓力測試與靈敏度 284
9.5.2 光信噪比壓力測試與誤碼率 285
9.5.3 色散壓力測試 287
9.6 大信號響應測試的發(fā)展趨勢 289
思考題 290
參考文獻 290
第10章 光電子器件本征特性分析及其應用 293
10.1 本征響應特性分析的意義 293
10.2 激光器本征特性分析 294
10.2.1 光調制法 294
10.2.2 等效電路法 296
10.2.3 扣除法 300
10.2.4 三種方法的比較 304
10.2.5 不同溫度下本征響應特性 305
10.3 光探測器本征特性分析 307
10.3.1 光探測器扣除法的原理 308
10.3.2 實驗結果及分析 310
10.3.3 偏壓和溫度對本征響應的影響 311
10.4 光調制器本征特性分析 315
10.4.1 扣除法獲得電吸收調制器本征響應的原理 315
10.4.2 實驗結果及分析 318
10.5 本征響應特性分析的應用 319
思考題 319
參考文獻 320
第11章 光譜與頻譜分析技術 323
11.1 光譜與頻譜特性分析的意義 323
11.2 借助電域測量獲得光電子器件的特性 324
11.2.1 光外差技術的發(fā)展歷程 324
11.2.2 光外差技術的應用 325
11.2.3 可調諧激光器調諧特性測量 330
11.2.4 瞬態(tài)光譜測量 331
11.2.5 啁啾系數和光纖色散的測量 332
11.2.6 激光波長漂移測量 333
11.3 借助光域測量獲得光電子器件的特性 337
11.3.1 寬帶光調制器頻率響應的測量 337
11.3.2 高速激光器頻率響應和啁啾系數的測量 339
11.3.3 激光器結溫的測量 346
11.4 光譜超精細結構與頻率相干 352
11.4.1 半導體激光器光譜的超精細結構模型 352
11.4.2 光束的頻率相干性 360
11.5 光譜與頻譜分析技術的發(fā)展趨勢 371
思考題 372
參考文獻 373
第12章 光注入技術及其應用 378
12.1 光注入鎖定技術 378
12.1.1 光注入鎖定技術發(fā)展歷程 378
12.1.2 光注入鎖定下的光譜特性分析 380
12.2 光注入下的頻率推移效應 384
12.2.1 單光束注入下的頻率推移效應 384
12.2.2 雙光束注入下的頻率推移效應 388
12.3 光注入鎖定改善直調激光器頻響特性 393
12.4 注入鎖定FP激光器在光纖通信中的應用 401
12.4.1 自注入鎖定FP激光器的單模工作特性 402
12.4.2 外注入鎖定FP激光器的單模工作特性 404
12.4.3 WDM-PON的波長備份 408
12.5 光注入在光生微波技術中的應用 412
12.5.1 DBR激光器自注入產生微波信號 413
12.5.2 EML集成器件產生微波信號 416
參考文獻 422
索引 428