高速光探測(cè)器性能的測(cè)量研究.pdf

1、本論文的研究工作是圍繞以任曉敏教授為首席科學(xué)家的國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)項(xiàng)目“新一代通信光電子集成器件及光纖的重要結(jié)構(gòu)工藝創(chuàng)新與基礎(chǔ)研究”(項(xiàng)目編號(hào)：2003CB314900)中課題l“單片集成光電子器件的異質(zhì)兼容理論與重要結(jié)構(gòu)工藝創(chuàng)新”(項(xiàng)目編號(hào)：2003CB314901)；國(guó)家自然基金重點(diǎn)項(xiàng)目“Gahs、InP基功能楔型結(jié)構(gòu)材料工藝研究及在新型光電子器件中的應(yīng)用(延續(xù))”(項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：90601002)；“高等學(xué)校學(xué)科

2、創(chuàng)新引智計(jì)劃資助”(Supported by the 111 Project)第二批建設(shè)項(xiàng)目：“通信與網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)創(chuàng)新引智基地”項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：B07005)以及教育部“長(zhǎng)江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃"資助(No.IRT0609)展開(kāi)工作的。 隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖通信技術(shù)在不斷的向高速的方向演進(jìn)。作為光纖通信系統(tǒng)核心器件一光探測(cè)器，它的各種參數(shù)，包括暗電流、光電轉(zhuǎn)換效率、頻率響應(yīng)特性、非線性特性等，都需要進(jìn)行精確的測(cè)量和分析

3、，來(lái)進(jìn)一步指導(dǎo)光探測(cè)器的設(shè)計(jì)。本論文圍繞光探測(cè)器芯片的基本參數(shù)測(cè)量及光探測(cè)器頻率響應(yīng)測(cè)量的兩種最普遍的方法--矢量分析儀法和光外差法進(jìn)行了理論上的分析及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，取得的成果如下： 1.總結(jié)分析了光探測(cè)器芯片的各種重要參數(shù)，包括Ⅰ-Ⅴ特性、暗電流、光電轉(zhuǎn)換效率、頻率響應(yīng)特性的定義及相應(yīng)的測(cè)試方法，特別是通過(guò)測(cè)量結(jié)果分析出光探測(cè)器性能影響。 2.對(duì)光波器件分析儀法測(cè)量光探測(cè)器頻率響應(yīng)的原理進(jìn)行推導(dǎo)分析，得到光探測(cè)器S參

4、數(shù)的意義。分析了光波器件分析儀法的校準(zhǔn)方案，并用此法對(duì)實(shí)驗(yàn)室研制的PIN光探測(cè)器進(jìn)行了測(cè)試。并基于測(cè)試結(jié)果完成光探測(cè)器小信號(hào)模型的參數(shù)提取。 3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了光外差法測(cè)量光探測(cè)器頻率響應(yīng)特性的一種校準(zhǔn)方法的有效性。首先根據(jù)光外差法的基本原理推導(dǎo)了光探測(cè)器頻率響應(yīng)的表達(dá)式。發(fā)現(xiàn)了激光器調(diào)諧過(guò)程中的輸出不穩(wěn)定性是影響光外差法測(cè)量光探測(cè)器頻率響應(yīng)特性結(jié)果準(zhǔn)確性的主要原因。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)逐一比較了采用與沒(méi)有采用相應(yīng)校準(zhǔn)方法的結(jié)果，