大面积APD接收电路设计与实现

针对光电探测器检测微弱光信号时输出信号幅度小且易失真的问题,设计了可见光波段的大面积雪崩光电二极管(APD)接收电路.该电路包括大面积的APD探测器、跨阻放大器(TIA)和后续微弱信号处理电路.实验结果表明:设计的大面积APD接收电路可以实现60 Mb/s的可见光信息采集,灵敏度低至-35 dBm;微弱信号处理电路具有...     

EDC均衡器优化XFP光模块传输性能的研究

文章研究了电色散补偿(EDC)均衡器对长距离10 Gbit/s小型可插拔式(XFP)光模块性能的改进.根据测试需要搭建测试台位:光发射部分采用80 km电吸收调制器(EML)光源,接收部分采用雪崩光电二极管+跨阻放大器(APD+TIA)的光电探测器,EDC均衡器对光电探测器输出的码流采用色散补偿算法来优化线路特性.将80 km EML光源加入EDC均衡器后,传输距离延长到了120 km.     

数模混合高速集成电路封装基板协同设计与验证

介绍了数模混合高速集成电路(IC)封装的特性以及该类封装协同设计的一般分析方法.合理有效的基板设计是实现可靠封装的重要保障,基于物理互连设计与电设计协同开展的思路,采用Cadence APD工具以及三维电磁场仿真工具实现了特定数模混合高速集成电路(一款探测器读出电路)的封装设计与仿真论证,芯片封装后组装测试,探测器系统性能良好,封装设计达到预期目标.封装电仿真主要包含:封装信号传输通道S参数提取、电源/地网络评估,探测器读出芯片封装体互连通道设计能满足信号带宽为350 MHz(或者信号上升时间大于1 ns)的高速信号的传输.封装基板布线设计与基板电设计协同分析是提高数模混合高速集成电路封装设计效率的有效途径.     

一种用于激光制导的高灵敏度制冷型APD四象限探测器组件

设计并制作了一种硅雪崩光电二极管(APD)四象限探测器芯片,基于该芯片研制了一款新型高灵敏度制冷型APD四象限探测器组件;创新性地将探测器芯片、热电制冷器、前置放大电路和增益控制模块集成在带光窗的金属外壳中;该组件制冷加热速度快,在-45～70℃环境温度内可使器件恒定工作在10±2℃。测试结果表明,相对于传统的PIN四象限探测器组件,由于APD探测器本身能产生雪崩增益,该组件的灵敏度提高了近两个数量级,作用距离更远。     

基于微波光子混合封装技术的多通道解复用光/电转换组件北大核心CSCD

基于微波光子混合封装技术,制备了多通道解复用光/电(optical-to-electrical,O/E)转换组件。将光芯片、微波芯片、空间透镜、微波电路进行一体化混合封装在同一壳体内,使得组件具备解波分复用、O/E转换、微波处理等多种功能,从而实现将1路波分复用的光载射频信号解调至6路射频(radio frequency,RF)信号并放大后对外输出。多通道解复用O/E转换组件包含了解复用器、聚焦透镜、光电探测器(photodetector,PD)、微波放大器、均衡器以及电源等多专业裸芯片,利用混合集成封装技术,极大缩减了产品的尺寸,提高了集成度和复杂度,在大容量微波光子应用领域中具有极大潜力。通过对制备的O/E转换组件进行测试,结果表明该组件可实现光载射频信号到RF信号的宽带转换,光电转换效率在0.7 A/W以上。同时测试了O/E转换组件的幅频特性,S21均值为-8.4 dB,在通带内波动范围在±3.5 dB之间,驻波反射小于2 dB,且通道间隔离度达到40 dBc以上。     

40GPIN/TIA光电探测器接收组件的噪声分析

从理论上分析了40GPIN/TIA的各种噪声源,并通过各个噪声源产生噪声的机理,推导出了各种噪声的计算公式,从而可量化探讨探测器组件的噪声.根据仪器性能,采用测试噪声功率测试方法,对光电探测器接收组件的噪声进行了测试,测试结果与理论能很地好吻合.     

光纤微波传输线

论述如何对折射率导引结构 InGaAsP 激光二极管组件和 InGaAs APD 光电二极管组件设计微波封装。其激光二极管组件特点为同轴 SMA 连结器和50Ω匹配的输入阻抗,还包含一个光功率监视的光探测器,一个热敏电阻,一个温度电致冷器(TEC)等组成“蝶形”单列插针式光缆(纤)耦合全密封封装;光电二极管组件也同样有同轴 SMA 连接器组成共平面波导封装耦合光缆(纤)。两种组件之间使用 FC/PC 标准光缆活动连接器,组成光纤微波传输线实验样机。主要指标:调制频率范围 f 为1.8～5.0GHz,带宽 B>3GHz,峰值波长λ_p 为1300nm,CW 尾纤功率P>1mW,输出阻抗 Z 为50Ω,输出射频功率 P_(RF)>—30dBm,检测灵敏度 S<—70dBm,传输距离 d 为6.5km。     

国外1.3～1.6μm光纤通信系统用超高速(ps)光电探测器概述

超高速 ps 光电探测器,主要指响应时间 t<100ps 的 PIN—PD、APD 及其带 FET 前置放大器的混合接收组件。本文主要介绍美国、日本、英国等研制的1.3～1.6μm 光纤通信系统用 ps 光电探测器结构、制作工艺、器件特性和发展概况,同时给出这些 ps 光电探测器试用于数 Gb/s 高速数字光纤通信系统的结果。     

高速高密度光电共封装技术

分析了高速高密度光电共封装中2.5D、3D集成技术,提出并验证了2种2.5D光电共封装结构:采用硅转接板的光电共封装和采用玻璃转接板的2.5D结构,经仿真得到在40 GHz工作时可以实现较低的插入损耗,并进行了工艺验证,制备了硅转接板和玻璃转接板样品。还提出了一种新型基于有机基板工艺的3D光电共封装结构,该结构相比其他2.5D和3D结构尺寸更小、更薄,设计更灵活。对该结构进行了工艺验证,制作了光探测器(PD)与跨阻放大器(TIA)共同集成的三维光电共封装样品。     

基于等效电路模型的雪崩光电探测器特性分析

为了精确模拟雪崩光电探测器(APD)的特性,提出了一种APD等效电路模型。文中首先从APD载流子速率方程出发,同时考虑芯片寄生参量和封装寄生参量的影响,得到了APD的等效电路模型,进而基于该电路模型在PSpice软件中分析了APD的光脉冲响应特性、频率响应特性、噪声特性和增益带宽特性。     

100Gbit/s以太网关键技术研究及实现

文章首先介绍了100Gbit/s以太网及传输的关键技术,然后分析了现有商用高速光电子器件状况,介绍了烽火通信科技股份有限公司在100Gbit/s以太网接口及设备方面的研究进展和成果,以及4×25Gbit/s信号在常规G.652和G.657光纤上50km无误码传输的研究研究进展。研究成果表明,100Gbit/s以太网技术已经成熟,可以实现商用。     

光通信用10Gbit/s Transponder的设计

本文分析了在高速光模块设计中介质损耗和微带结构对信号的影响,并对PCB中信号串扰模型的参数进行了计算.解决了高速光模块设计的一些关键问题,设计出满足MSA的300-pin transponder,并对模块进行了一系列性能和指标测试.测试结果表明,该模块完全满足SDH/SONET(STM-64/OC-192)以及10G Ethernet应用要求.     

25 Gbit/s无源光网络技术进展和实验研究

高清视频、虚拟现实等新业务的产生以及PON传输5G移动前传和回传信号的需求,要求PON能支持单波超过10 Gbit/s速率的传输.当线路速率超出10 Gbit/s时,色散和功率预算成为限制系统性能的主要因素.介绍了25 Gbit/s PON系统的研究进展和存在的问题,并对采用基于零色散附近的25 Gbit/s速率的EML、分别基于25 Gbit/s和10 Gbit/s速率的APD接收机进行了实验研究.实验结果表明,采用25 Gbit/s速率的APD,EML的发射光功率设置为+5 dBm,在没有光放大器的情况下,可以达到10 Gbit/s对称的吉比特无源光网络的32 dBm的N2级别的光功率预算.     

10Gbit/s XFP光模块的设计

文章介绍了应用于光网络系统的10Gbit/s XFP(小型化可热插拔)光模块的基本原理以及光收发模块的设计,采用了CDR(时钟数据恢复)、APC(自动功率控制)、LA(限幅放大器)和发射驱动集成的主芯片GN2010EA,与传统设计相比不仅降低了设计成本,而且降低了设计的复杂度。测试结果表明,该模块在宽的温度范围内能保持稳定的光功率和消光比,并且指标满足ITU-T标准的要求,符合10Gbit/s光模块设计要求。     

100Gbit/s速率标准最新进展

本文介绍分析了100Gbit/s速率标准的最新进展。     

100 Gbit／s超高速系统的发展及展望

高清视频和高速数据业务的迅速发展对网络的带宽需求越来越高。一些领先的运营商已经开始规模建设单波道40Gbit／s的DwDM网络,还有运营商开始关注单波道100Gbit／s的超高速传送系统。目前全球有三个标准组织ITU-T、IEEE和OIF正在积极制定100Gbit／s的相关标准,并有了较详细的计划。未来100Gbit／s系统将首先在大容量核心路由器之间的互联,以及长途和地区间的传送网两个场景使用。但是100G从设备成熟度、标准以及运营管理维护等方面都需要不断完善。真正大规模商用还需几年。     

IP网中40 Gbit/s链路需求解决方案

本文阐述了IP网中40 Gbit/s链路需求的背景,介绍了40 Gbit/s关键技术,提出了IP网中40 Gbit/s链路应用解决方案.     

一种25Gbit/s背入射高速InAlAs雪崩光电二极管

设计并制备了一种面向25 Gbit/s长距离传输用背面进光高速InAlAs雪崩光电二极管(APD),芯片采用垂直台面吸收-渐变-电荷-倍增层分离(SAGCM)结构,通过刻蚀工艺形成三层台面,将电场限制在最大台面倍增层的中心,有效降低了台面边缘击穿风险。器件采用倒装焊结构,背面集成微透镜,以提高光耦合孔径。研制的APD芯片在增益M=1时,对1310 nm波长光的响应度为0.84 A/W;在M=10时,3 dB带宽达到19 GHz;增益带宽积为180 GHz;在5×10^(-5)误码率下最佳灵敏度为-22.3 dBm,可支持100GBASE-ER4通信标准。     

支持40 Gbit/s路由器的传输技术研究

本文介绍了核心路由器40 Gbit/s高速接口的优点和传输系统为支持40 Gbit/s路由器所做的努力.例如40 Gbit/s WDM(波分复用)传输技术、40 Gbit/s IMUX(反向复用)技术等.在介绍这些技术的发展现状和优缺点的基础上,本文对40 Gbit/s传输技术的发展进行了预测.     

一种高带宽NP 型CMOS APD 的研究

提出了一种高带宽的硅基CMOS雪崩光电二极管(APD)器件。该器件在N阱/P衬底基本结构的基础上,增加一个N型深掩埋层,并在该掩埋层单独加上电压,以减小载流子的输运时间。通过理论分析确定了器件的结构参数,通过器件性能的仿真分析对相关参数进行了优化设计。仿真结果表明:采用标准0.18 m CMOS工艺,所设计的APD器件的窗口尺寸大小为20 m20 m,在反向偏压为16.3 V时,器件的雪崩增益为20,响应度为0.47 A/W,3 dB带宽为8.6 GHz。