10gb_seml_tosa及其在中长距离光通信中的应用

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1、中文核心期刊及其在中长距离光通信中的应用10Gb/sEML-TOSA丁国庆，陈留勇，刘让，杨明，胡长飞（武汉华工正源光子技术有限公司，武汉430223）要：介绍了10Gb/sEML-TOSA的工作原理、主要结构和性能；通过调测和比较，给出了EAM的“1”码电摘平和峰-峰调制电压最佳条件；分析、讨论了10Gb/sEML-TOSA的动态谱宽、眼图、色散容限和阻抗匹配等问题；指出了10Gb/sEML-TOSA具有动态谱宽较小，色散代价较小的特点，在中、长距离实用化光通信中将有广泛的应用。关键词：EML（LD+EAM）；激子吸收；动态谱宽；啁啾因

2、子；色散代价中图分类号：TN929.11文献标识码：A文章编号：1002-5561（2012）02-0004-0410Gb/sEML-TOSAandItsapplicationinthemedium-longdistanceopticalcommunicationsDINGGuo-qing,CHENLiu-yong,LIURang,YANGMing,HUChang-fei(WuhanHuagongGenuineOpticsTechnologyCo.,Ltd,Wuhan430223,China)Abstract：Theworkprincip

3、le,subassemblystructure,mainperformanceof10Gb/sEMLTOSAwereintro-duced,Accordingtotestresultsandcomparing,Theyhavegivenoutof"1"codelevelandthepeaktopeakmodulationvoltageoptimumconditionforEAM；Thedynamicspectrum,eyediagram,dispersiontoleranceandimpedancematchingproblemsof10

4、Gb/sEMLTOSAhaveanalysedanddiscussed；TheyhavepointedoutthatthedynamicspectralwidthandthedispersionPenaltyfor10Gb/sEMLTOSAissmaller.Keywords:EML(LD+EAM);excitonabsorption;dynamicspectrumwidth;chirpfactor;dispersionpenalty0引言半导体激光器在高速（10Gb/s）直接调制时，将产生频率啁啾。为此，在高速、中长距离光传输系统中，一

5、般采用频率啁啾因子很小的铌酸锂（LiRbO3）外调制器或半导体电吸收调制器（ElectroAbsorptionModula-tor，EAM），EAM和LD等集成在一起,称EML器件，再和其它元器件集成在一起，并采用TOSA型式的封装，就是10Gb/sEML-TOSA。1调制器工作原理和基本结构我们知道，光通信系统传输距离主要与衰减和色散相关。当系统传输速率很高时，传输距离不仅受到衰减的限制，也受到光纤色散的限制。光通信系统的色散，与光纤色散率、长度和调制光谱宽度等有关。对直接调制的半导体激光器，由于存在频率啁啾，光谱展宽，色散代价增大，误

6、码增加，传输距离受到色散限制。因此，对传输速率10Gb/s及中长传输距离的用的光发射组件，不采用直接调制的LD，而采用频率啁啾较小的半导体外调制方式。根据物理机制、材料和结构的不同，激光外调制有多种方式。半导体光强度调制方式比较简单，主要由半导体光激射区、电阻隔离区和光调制区构成，具有体积小、结构简单、调制电压低和使用方便等特点。半导体光强度的外调制是基于1958年氟兰兹-开尔迪希（Franz-Keldysh）发现的半导体材料在电场下光吸收边变化的效应。该效应为：当光调制器的光波导区施加电压时，产生电场，其材料发生能带倾斜，导致能带隙宽度

7、“收缩”，这时，输入信号光子能量如大于该“收缩”的能带隙宽度时，将发生光吸收，结果，输EML-TOSA中的EAM具有驱动电压低、频率啁啾小、易于和LD集成、传输带宽宽和体积小等优点[1]，已成为高速、中长距离光通信核心网、接入网中的关键部件。本文将介绍光波长为1.55μm、调制速率为10Gb/s的InGaAsP/InPEML-TOSA的工作原理、基本结构、主要性能；通过调测并优化电压条件和性能指标；分析、讨论EML-TOSA的动态光谱、眼图、色散代价、阻抗匹配等问题，并把它与10Gb/s直接强度的LD的作一比较。收稿日期：2011-07-

8、04。作者简介：丁国庆（1945-）,男,教授级高工,主要研究方向为光通信与光电子技术。④2012年第2期光器件丁国庆，陈留勇，刘让，等：10Gb/sEML-TOSA及其在中长距离光通信中应用