高速调制半导体激光器的微波封装与测量研究

摘要

网络的数据流量在近年呈现出指数增长的趋势，随着大容量通信需求的迅速增加，各类高速光传输技术都得到了充分的发展。为满足其多样化的需求和低成本的预期，高速光模块对于灵活而廉价的直接调制半导体激光器技术的需求也随之增长，成为产业化应用研究的热点。为了改进直接调制激光器的性能，充分挖掘其应用潜力，本文从器件、封装和系统角度分别对高速调制技术进行了细致的研究。
　　文章首先总结了高速半导体激光器中的频率限制因素;接着研究了半导体激光器及其封装的微波电路建模，使用优化拟合法从散射参数中提取寄生网络参数，并计算了激光器的本征响应和内部参数;选择合适的材料和优良的薄膜电路工艺制作了大信号和小信号测试高速热沉，测量其电学特性并对设计和工艺进行了优化;最后引入啁啾管理激光器(CML)技术改善光发射机系统的调制和传输性能，并进行了大信号测试，证明了此技术的有效性和适用性。

目录

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致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 高速调制激光器技术概述

1．2 高速调制激光器研究现状

1．2．1 反馈增强技术

1．2．2 啁啾管理激光器(CML)技术

1．2．3 被动反馈激光器(PFL)技术

1．2．4 Q调制激光器技术

1．3 本文内容提要

第2章 半导体激光器的徽波电路模型

2．1 半导体激光器的本征模型

2．2 半导体激光器的芯片模型

2．2．1 集总参数模型分析

2．2．2 分布参数模型分析

第3章 半导体激光器的微波参数提取

3．1 微波参数提取的原理与系统

3．1．1 参数提取的目的及封装模型分析

3．1．2 测试系统及参数提取流程概述

3．2 测量系统的校准

3．2．1 同轴端校准

3．2．2 微波探针的单端口校准

3．3 寄生参数提取方法与流程

3．4 激光器本征参数的提取

第4章 氮化铝高速热沉的制作工艺和性能测量

4．1 高速热沉的材料特性

4．1．1 陶瓷基板

4．1．2 电阻材料

4．1．3 金属化体系

4．2 氮化铝热沉的制作

4．2．1 工艺流程介绍

4．2．2 光刻工艺

4．2．3 溅射工艺

4．2．4 剥离及退火工艺

4．3 氮化铝热沉的测试

4．3．1 电路图形及其解理

4．3．2 电学特性的测量

第5章 半导体激光器系统的大信号测试

5．1 传输性能测试概述

5．1．1 误码率与Q值关系

5．1．2 Q值与信号质量关系

5．1．3 发射机传输特性评价

5．2 CML技术概述

5．2．1 直接调制激光器啁啾特性

5．2．2 啁啾管理激光器(CML)原理

5．3 CML传输测试

5．3．1 深亚微米槽单模FP激光器介绍

5．3．2 基于CML的实验系统

5．3．3 测量结果及其分析

第6章 总结与展望

6．1 内容总结

6．2 创新性工作

6．3 未来工作展望

参考文献

作者简历