用于短距光通信的超低功耗光发射器研究

【目的】为拓宽光通信在板级、背板级等短距互联场景的应用，文章设计了一种超低功耗的光发射器。方案的基本原理是采用Bias-T电路加载偏置电流和调制信号，驱动垂直腔面发射激光器（VCSEL）产生光脉冲信号。【方法】借助模拟仿真验证了方案的可行性，发现影响传输速率提升的主要因素是激光器件的寄生参数以及驱动电路的阻抗匹配；通过实验研究了在200和10mm两种电传输距离下，驱动产生的眼图质量及误码率随驱动电压和偏置电流变化的规律。【结果】电传输距离缩短至10mm时，能获得更大有效消光比，范围为0.84～6.69dB，最小差分驱动电压为200mV，最小偏置电流为15mA，光发射功耗降低至1.2 mW/Gbit/s。相比于传统光模块，光发射功耗降低约80%。【结论】该光发射器方案可应用于数据中心内部，配合低功耗光接收器，能显著降低数据中心整体功耗。