摘 要

本文对EML激光器的社会现状做了分析，并对EML激光器组件和关键技术进行说明，对EML激光器的基本结果和基本原理做了研究和分析，着重对EML激光器的测试方法以及测试算法进行了研究分析，所得结果对于EML激光器的进一步研发具有重要的指导意义。

论文主要研究了对EML组件的详细的分析，以及对样机进行了详细测试试，测试的成果对于电吸收调制激光器组件的研制具有极大借鉴意义。更对于EML激光器应用于高速数据传输通信领域，特别是采用高精度的负温度系数热敏电阻作为温度传感器，以微处理器为控制核心，通过对EML激光器进行精密温度控制，进行了详细研究。其中采用LIV测试算法对EML激光器机型测试。

研究结果表明：对样机进行性能整体算法测试，对评价EML激光器、评价TOSA质量有重要意义。

本文的特色：通过具体的器件测试得出有效的实验结果，测算输出功率与注入电流呈非线性关系，以及阈值电流的测算，对研究实践有更大意义。

关键词：电吸收调制；LIV测试算法；光功率；阈值电流

Abstract

This paper analyzed the social status of EML laser, and the EML laser components and key technology, the basic results of EML laser and basic principle to do the research and analysis, test methods and test algorithm of EML laser are analyzed, the results to further develop the EML lasers have important guiding significance.

This paper mainly studies the detailed analysis of the EML component and the detailed test of the prototype. The test results have great reference significance for the development of the electro-absorption-modulated laser component.In addition, EML laser is applied in the field of high-speed data transmission and communication. In particular, a high-precision negative temperature coefficient thermistor is adopted as the temperature sensor, and the microprocessor is used as the control core to carry out precise temperature control on EML laser, which is studied in detail.The LIV test algorithm was used to test the EML laser model.

The results show that it is of great significance to evaluate EML laser and TOSA quality to test the performance of the prototype.

The characteristics of this paper: effective experimental results are obtained through specific device tests, the nonlinear relationship between the output power and the injected current is calculated, and the measurement of threshold current is of great significance to the research practice.

Key words: Electrical absorption modulation;LIV test algorithm;Optical power.The threshold current

目录

摘 要 3

Abstract 4

第1章 绪论 6

1.1 EML激光器组件研究现状以及分析 6

1.2 EML激光器的组件关键技术的研究 7

1.2.1 EML激光器的关键组件 7

1.2.2 EML激光器的封装技术的研究 7

1.2.3EML内部元器件的安装和检查 8

第二章 EML激光器基本原理与理论分析 12

2.1 EML激光器基本结构及原理 12

2.1.1 EML激光器的基本结构 12

2.1.2 EML激光器中相关元器件的基本原理 13

2.2 EML激光器的散热分析 17

2.2.1激光器组件内部热量传递 17

2.2.2 热电制冷器原理分析 17

2.3 EML激光器组件的光路分析 18

第三章 对EML组件的测试研究 20

3.1 EML组件的测试研究样机 20

3.2.1 P-I-V测试 21

3.2.2 光谱测试 23

3.2.3 跟踪测试 23

3.2.4 眼图测试 24

3.2.5L-I-V扫描测试 25

第四章EML激光器的测试算法方法 28

4.1EML激光器的算法分析 28

4.2EML激光器的算法原理研究 28

4.2.1激光器的粒子群算法研究 28

4.2.2EML激光器LIV测试算法研究 32

4.3算法结果分析 34

第 5 章总结与展望 36

参考文献 37

致 谢 39

第1章 绪论

最近些时间，国内外很多用户对于高速数据业务对于一些网络视频会议，网上的互动视频和游戏，还有一些高清电视业务等这方面的需求不断增多，从而会使得光网络技术不停飞速的发展，也会促进了在光网络市场的加速发展。对于光纤化，基本上骨干网，城域网，接入网都已实现，而对于光通信网络在速率方面，容量方面，传输距离方面，光电子器件扮演者相当重要的角色，而对于EML激光器，也成为了国内外厂商，研究所，研究机构的重点光电子器件研究对象，且已取得很大的进展.EML激光器光束质量好，具有非常好的单色性、方向性和稳定性，光纤既是激光增益介质又是光的导波介质，因此对EML激光器的研究较为重要。

1.1 EML激光器组件研究现状以及分析

对于很多高速数据发展来说，很多高速的互联网稳步发展，进一步提高稳定性，一些业务类型相比较来说4G和5G的回传业务也在不停的提高发展。对于容量方面如何进行快速有效的提高对于光通信网络来说至关重要，而对于将来，过去的一些40G、100G的设备（DWDN）也将可能在接下来的日子里进一步提升发展。10G-EPON 在这种背景下应运而生，并一高速互联影响着人们，而且在接入网中，这项技术将会有很长一段时间不断的处于领先地位。10G-EPON 产业将会在接下来快速发展，很多厂家商家也嗅到了发展的商机，这些厂家也根据实力推出了一些芯片，加大了对光模块和通信设备的研究投入。举个例子，例如国内外光模块厂家，武汉电信器件有限公司（WTD）也开始加大对于相关产品的研制，并开始em推出新产品，对于之前的光通信系统中所需的激光器组件模块，经常会有着一些问题，比如速率来说，通常不高，而且啁啾效应也不高，这样的组件不仅发热较小，也会使得模块的温度变化不大，这种组件激光器发射光的波长以及仪器对外的功率基本不受这些因素影响。这种EML激光器基本上不会带有制冷装置故一般采用直接调制和不使用制冷装置，可是时代在发展，人们对于光网络的要求也在变高，例如DWDN系统，人们使用这种系统就希望光通信系统的啁啾效应要小一些，别收到外界的影响太多。ITU-T 规定这个系统标准波长间隔为 0.8nm 的整数倍；下行为1577nm（1575~1580）的 10Gb/s 光信号。这个标准也使得对于激光器的稳定性要有更多的要素标准，而啁啾效应也成为了一个检验标准，这些厂家根据标准开始推出一些符合标准且激光器的波长稳定的新产品，对于不同的要求，也会有不同的做法，各个厂家研究方向也有很多不同，不过，比较好的是带制冷的EML激光器。

1.2 EML激光器的组件关键技术的研究

1.2.1 EML激光器的关键组件

EML为电吸收调制激光器，它有两个重要的部分为，一部分电吸收调制器，另一部分为DFB激光器，但在进行高频调制测试时，我们通常会发现，啁啾效应会引起实验的误差和失败，不仅是这样，还会导致光谱展宽和比较麻烦的频响弛豫震荡现象，会导致更多问题的发生。为了降低这种事情对于算法测试的影响，我们希望通过维持DFB这个激光器的温度，来进一步解决这些出现的问题。为了获得光通信系统比较好的，比较理想的光源，，我们要对于散热的问题进行解决，这其实涉及到了EML激光器的散热问题和封装问题，为了取得较好的耦合效率以及激光器较高的输出，我们将采用小型化带制冷的EML激光器，它通过半导体材料进行制冷，其中目前比较流行的薄膜热电冷却器将会对我们的实验有很大帮助，接下来，我们将简单了解下有关EML激光器的封装。

1.2.2 EML激光器的封装技术的研究

有关于EML激光器封装技术，目前各厂家不同的产品为了达到不同的效果所采取的封装也不尽相同，在一些对速率和传输距离要求都不高的光通信系统中，一般会对激光器的要求不会太高，它的电光学特性也没有特别的要求，所主要考虑为为了节省成本，同时也能使产品功能性能使用正常。而对于一些速率传输距离要求很高的光通信系统中，电光特性要求都会特别高，一些细微的问题都会引起组件的功能性能发生改变，所以对封装的考虑也会较多。不过目前市场主要的封装技术有两个，一个是蝶形封装，一个是我们要了解的同轴封装。

（1）碟型封装。碟型封装是一种比较常见的封装的方式，有着优缺点。优点是蝶形封装在配置电路板时将重要电路和管脚多分布，而且一般紧贴管内的壁上，这样会使得管内的空间节省出来，为接下来的电路连接空出更大的空间，另外当电信号转化成光信号发射出去后，可以对光纤的链接更加的方便，而蝶形封装盒的散热良好，他的气密性也不错，电磁干扰也低，因此稳定性还是不错的，电学，光学性能功能也保持的比较好，不过当使用蝶形封装激光器测试时，还要通过测试夹具进行组件的端口转换，这样就会使得测试不方便，另外鲽形封装的工艺较为复杂，而且封装也会导致体积较大。