3.2.2 输出功率与驱动电路特性
3.2.2.1 输出功率及L-I曲线测试注意事项
下面列出了一些与光输出功率和 L-I 曲线测量相关的一般问题。
•在某些情况下,激光的光输出功率被指定在一个固定的或可选的范围, 在这种情况下,重要的是验证模块满足这些规范。在许多情况下,测试耦合进去光纤的功率。
可耦合到下游光学组件(如光纤、或外调制器)的光功率才是感兴趣的,因此,程序中使用的测试装置包括一个 3 英寸直径的光纤,它可以使任何功率进入更高阶传输模式被衰减。
•如果需要使用测试光纤跳线将模块连接到光功率计,光纤跳线和模块之间的连接质量会对光耦合产生重大影响,从而对测量功率产生影响。考虑到这一点,测试流程包括多次断开和重新连接跳线,记录每一个重新连接步骤后的功率,并计算平均有效发射功率。
此外,以下问题也应该被考虑:
-在这种情况下, 光器件的输出功率小于指定最大值, 任何单一的测量结果
大于这个值将表明, 器件不符合规范(即使平均有效发射机功率小于指定的
最大值)。
-为了避免可能影响测试结果的降级,用于认证测试等目的的光纤跳线插拔次数,并及时更换。因此,通常需要记录所使用的特定光纤跳线以及插拔次数。
-通常,在每次试验中使用相同光纤跳线的情况下,预计测量光功率的变化比使用不同跳线的变化更小。因此,在需要多次测量器件输出功率并比较结果的情况下(如高温加速老化试验),最好每次使用同一个跳线。
此外,在某些情况下,当施加压力时,可能(和适当的)离开跳线连接,而在其他情况下,这将是不合适的(例如,在存储测试期间,这是为了模拟可能在产品部署之前发生的压力)。(匡备注,有些测试项需要插拔光纤,比如老化前后的值,有些情况能不动的尽量带着光纤一起做,比如存储)
-在需要更换光纤跳线的情况下,在测试过程中,设备的输出功率被测量多次,(例如,因为光纤已经超过最大插拔次数,见上文),比较新旧光纤跳线的差异量。用来校准用新跳线进行的后续测量值。
•尽管L-I曲线相关参数实际上需要激光器调制后的值。但实际上激光器是在CW或脉冲进行操作和测试的。(匡:此脉冲不是调制产生的脉冲,是短暂上电流,避免激光器温度变化的意思。这里强调的是实际测试L-I曲线是在非调制下进行的。)
•温度变化对激光的 L-I 曲线有影响,测量时,环境温度需要严格控制(例如,在±0.2°C内)。
•若激光器所在模块中包含 TEC,则需要设置 TEC 才能正常运行。在没有
TEC的情况下,可以在脉冲(而不是连续)操作下进行测量,以避免自热效应。
•除了温度变化外,激光器测量光路中的光学反射也会干扰 L-I 曲线。因此,必须尽量减少或消除光路中的反射。
•在进行 L-I测试时,重要的是获得足够的数据点,以便拟合并计算出其他有价值参数。获得更多的数据点,可通过不断改变驱动电流来实现,或者在数字可调中选择小步长。
3.2.2.2 激光器阈值电流
激光器的阈值电流是光输出由受激辐射而不是自发辐射主导的最小电流。有三种依据 L-I 曲线数据来确定阈值电流的常用方法。一般来说,这几种方法都应该给出大致相同的结果。
•方法 I(两段拟合): 在 L-I 曲线的拐点前和后各自线性部分向前延伸拟合一条直线,两条线的交点电流值即为阈值电流
阈值电流定义为两条直线交点处的电流。
•方法二(一阶导数): 求 L-I曲线的一阶导数(即 dL / dI)。阈值电流被定义为当
导数达到其峰值的一半(沿着曲线陡峭的前缘)时的电流。
•方法三(二阶导数):求 L-I 曲线的二阶导数(即,d2L/ dI2)。
然后将阈值电流定义为电流对应于二阶导数中的峰值。这是确定阈值电流的首选方法。
注意,在用一阶求导和二阶求导时,对于 L-I 曲线中的“扭结kink”需要谨慎。这个Kink值会产生与阈值电流无关的一阶或二阶导数的最大值。不过这个值在L-I曲线上能人工识别,明显知道这个值是错的。
3.2.2.3 激光器阈值电流的温度敏感性
激光的阈值电流会受到温度的显著影响,阈值电流与温度的关系,用T0“特征温度”来表示,对于特定激光器来说,T0 是常数
T0小,温度影响更大,T0大,则温度对阈值电流的影响较小。T0与工作温度T1,T2的关系式。
求特征温度T0时,建议在常温和最大工作温度点分别作为T1、T2来测试阈值电流。(备注,就是规格书中工作温度要求的上限,如70℃、85℃等)。
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