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波长为1.3μm的高速光发射模块

作　者: 郭艳菊
导　师: 陈国鹰；安振峰
学　校: 河北工业大学
专　业: 物理电子学
关键词: 光发射模块高速半导体激光器 LD高速封装耦合 LD驱动控制电路
分类号: TN248
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

通信网干线传输容量的不断扩大及速率的不断提高使得光纤通信成为现代信息网络的主要传输手段,光发射模块作为光纤接入网的核心器件推动了干线传输的发展,使得网络的配置更加完备合理。光发射模块是由光电子器件,功能电路和光接口等构件组成。本文对发射波长为1. 3μm的高速光发射模块进行了研究。本文涉足了1. 3μm高速半导体激光器材料生长技术、芯片制作技术的研究,着重研究了高速激光器驱动控制电路装配封装和光纤耦合等工艺难点。本文采用了一种较新的材料体系InP/AlGaInAs/InP生长1. 3μm的高速激光器,对激光器的材料结构和生长工艺进行了研究,通过实验,确定了各层的生长温度;本文设计了光纤微透镜耦合和微透镜、自聚焦透镜组耦合两种耦合方案及两种耦合方案所对应的高速激光器封装方案,并建立了两种方案的耦合理论模型,分析了两种耦合封装方案实现的主要技术途径,实现了高耦合效率的高速封装。本文分析了温度的变化和器件的老化给激光器带来输出光功率不稳定性对光通信的影响,设计了高速激光器驱动控制电路和激光器高速匹配电路,实现了光发射模块的高速传输和稳定输出。我们可以以此为切入点建立较完善的高速激光器研制线,在材料生长和光电器件的制作上形成独立开发的能力。

全文目录

第一章绪论  7-10
  1-1引言  7
  1-2光发射模块的发展趋势  7-8
  1-3课题研究的目的和意义  8-9
  1-4课题研究的主要任务  9-10
第二章高速激光器的理论基础与设计制作  10-25
  2-1理论基础  10-15
    2-1-1量子阱／应变量子阱基础  10-12
    2-1-2输出波长  12-13
    2-1-3光谱线宽  13
    2-1-4调制特性  13-15
  2-2总体考虑  15-17
  2-3材料结构及管芯结构设计思想  17-18
  2-4材料外延生长  18-22
  2-5器件制作  22-24
  2-6本章小结  24-25
第三章高速激光器耦合封装方案设计  25-40
  3-1国内外研究进展  25
  3-2耦合理论  25-28
  3-3耦合方案设计及工艺实现  28-34
    3-3-1耦合方案设计  28-29
    3-3-2耦合理论模型的建立  29-32
    3-3-3主要技术途径  32-34
    3-3-4耦合效率分析  34
  3-4封装方案设计  34-35
  3-5耦合封装的关键技术及解决方案  35-36
  3-6工艺设计  36-38
  3-7高速激光器的耦合封装试验  38-39
  3-8测试结果与分析  39
  3-9本章小结  39-40
第四章激光器外围电路的设计  40-50
  4-1基本原理  40
  4-2驱动和控制电路的分析与设计  40-46
  4-3激光器高频匹配电路的分析与设计  46-47
  4-4测试结果与分析  47-49
  4-5本章小结  49-50
第五章结论  50-51
参考文献  51-54
致谢  54-55
攻读学位期间取得的相关科研成果  55

波长为1.3μm的高速光发射模块

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