TOSA_ROSA知识简介

1、2010年年11月月 OSA知识介绍知识介绍 主要内容主要内容 一：前言一：前言 二：二：TO封装工艺封装工艺 三：三：OSA工艺工艺 四：有源器件的测试（四：有源器件的测试（TOSA) 前言 产品简介产品简介 TOSA分类 应用工作速率工作波长芯片类型光接口形式Option SDH/SONET 155M 850nmVCSEL LC/SC Fiber Stub Isolator 622M 1.244G 1310nm FP/DFB 2.488G1550nm GBE1.0625G 850nmVCSEL 1310nm FP/DFB 1550nm FC1.0625/2.125G 850nmVCSEL

2、1310nm FP/DFB 1550nm CWDM155M2.67G12701610nmDFB 前言 产品简介产品简介 ROSA分类 应用工作速率工作波长芯片类型光接口形式管脚定义类型 SDH/SONET 155M 622M 1.244G 2.488G 850nm GaAs For 850nm InGaAs For 1310/1550 PIN-TIA For Short Distance APD-TIA For Long Distance LC/SC 4pin For PIN-TIA 5pins For APD-TIA 1310nm 1550nm GBE1.0625G 850nm 1310nm

3、 1550nm FC1.0625/2.125G 850nm 1310nm 1550nm CWDM155M2.67G12701610nm DWDM155M2.67G 1563.05 1528.77nm 10G (SDH, Ethernet, FC shared) 9.95310.709G 850nm 1310nm 1550nm 前言 产品简介产品简介 BOSA分类 应用工作速率工作波长芯片类型光接口形式管脚定义类型 GEPON ONU1.25G1490nm InGaAs For 1310/1550 PIN-TIA For ONU APD-TIA For OLT Pigtail/ Receptac

4、le, SC/ LC 4pin For PIN-TIA 5pins For APD-TIA GEPON OLT1.25G1310nm GPON ONU2.5G1490nm GPON OLT1.25G1310nm GPON Triplexer 2.5G1490nm 2G1550nm P2P BOSA 155M 622M 1.25G 1310nm 1550nm 前言 产品简介产品简介 参加培训人员基本了解： 介绍姓名、工作部门、从事岗位、毕业学校、来公司多长时间、是否 在其他同行业公司工作？ 随机点名介绍 前言 了解了解 各学科综合体现 半导体学 光学 光电子学 机械 电子电路 自动化/测试 前言

5、 简述简述 TOSA: Transmitting Optical Sub-Assembly, 光发射组件 ROSA: Receiving Optical Sub-Assembly, 光接收组件 BOSA: Bi-Directional Optical Sub-Assembly, 光发射接收组件 LD: Laser Diode, 激光二极管 PD: Photo-Diode, 光电二极管 FP: Fabry-Perot, 法布里-珀罗激光二极管 DFB: Distributed Feedback Laser, 分布反馈式激光二极管 VCSEL: Vertical Cavity Surface Em

6、itting Laser, 垂直腔面发射激光器 PIN: Positive Intrinsic Negative, 同质PN结光电二极管 APD: Avalanche Photo-Diode, 雪崩光电二极管 TIA: Transimpedance Amplifier, 跨阻放大器 TO-can: A kind of package method for active component OLT: Optical Line Termination光线路终端 ONU: Optical Network Unit光网络单元 SDH: Synchronous Digital Hierarchy, 同步

7、数字体系 SONET: Synchronous Optical Network, 光同步网络 GBE: Gigabit Ethernet, 千兆以太网 前言 名词术语名词术语 主要内容主要内容 一：前言一：前言 二：二：TO工艺工艺 三：三：OSA工艺工艺 四：有源器件的测试四：有源器件的测试(TOSA） TO工艺 从管芯（从管芯（chip）到模块（）到模块（Module）应用，关键在于封装！）应用，关键在于封装！ 外延材料外延材料 管芯管芯 TO-Can 器件器件 模块模块 TO-Can封装封装 TO：Transistor Outline TO封装需要考虑的要素：封装需要考虑的要素： 机械稳

8、定性（剪切力，热膨胀）；机械稳定性（剪切力，热膨胀）； 电连接（金丝的电感，寄生参数等）；电连接（金丝的电感，寄生参数等）； 导热性能；导热性能； 密封性能；密封性能； 光耦合（同轴对准，焦距，远场特性）光耦合（同轴对准，焦距，远场特性） 成本成本 TO工艺 LD-TO封装结构封装结构 LD管芯，管芯，PD管芯（背光监控），镀金玻璃垫片，过度管芯（背光监控），镀金玻璃垫片，过度 块（载体，热沉），焊料（导电银胶，块（载体，热沉），焊料（导电银胶，AuSn合金）合金） ， 金线，金线， TO底座，底座，TO帽子帽子 TO工艺 LD-TO封装结构封装结构 TO工艺 Cap (Aspherical/

9、 ball Lens) Header (Stem) Chip Monitor PD Submount LD-TO制作工艺制作工艺 主要工艺：主要工艺：胶粘，贴片，键合，封帽胶粘，贴片，键合，封帽 胶粘胶粘：通过导电银胶，将垫片，：通过导电银胶，将垫片，PD管芯等固定到底座的管芯等固定到底座的 准确位置，满足其光学及电学要求。准确位置，满足其光学及电学要求。 贴片贴片：将：将LD管芯用管芯用AuSn焊料热压焊到过渡块上，焊料焊料热压焊到过渡块上，焊料 溶化及溶化及LD管芯位置满足要求。管芯位置满足要求。 键合键合：焊接设备（球焊或楔焊）将：焊接设备（球焊或楔焊）将PD管芯，管芯，LD管芯与管芯与

10、 TO管脚实现电学连接，达到电学性能要求。管脚实现电学连接，达到电学性能要求。 封帽封帽：通过电容式储能封焊机，实现：通过电容式储能封焊机，实现TO帽与底座之间的帽与底座之间的 焊接，使帽子透镜中心与焊接，使帽子透镜中心与LD管芯发光面同轴对准，内部管芯发光面同轴对准，内部 管芯和电路与外界环境隔绝，满足气密性要求。管芯和电路与外界环境隔绝，满足气密性要求。 问题一：激光器问题一：激光器TO管脚定义管脚定义 主要有哪几类？如何区分？主要有哪几类？如何区分？ TO工艺 LD-TO透镜透镜-对称圆球透镜对称圆球透镜 球透镜半径球透镜半径R： 0.75mm小球小球 1.00mm大球大球 From S

11、chott TO工艺 LD-TO透镜透镜-管芯发光面到球心距离管芯发光面到球心距离 发光面到球心距发光面到球心距 离离L： 3.9-1.27-0.75 =1.88mm From Mitsubishi TO工艺 小球耦合效率：8-12% 大球耦合效率：15-20% 非球耦合效率：40%以上 各类球透镜耦合效率各类球透镜耦合效率 TO工艺 LD-TO 管脚定义管脚定义 TO工艺 PD-TO封装结构封装结构 PD管芯：管芯：光信号转换为电信号；光信号转换为电信号； 陶瓷片陶瓷片：载体；：载体； TIA: Transimpedance Amplifier 跨阻放大器：跨阻放大器： PD生成的光电流输入

12、到生成的光电流输入到TIA，TIA将电流放大后转换将电流放大后转换 成电压信号，再经差分放大器实现双路输出。成电压信号，再经差分放大器实现双路输出。 电容电容：滤波作用，过滤噪声信号。：滤波作用，过滤噪声信号。 TO帽子帽子：高帽、矮帽、平窗帽、光面、毛面、镀膜。：高帽、矮帽、平窗帽、光面、毛面、镀膜。 TO工艺 PD-TO封装结构封装结构 TO工艺 主要内容主要内容 一：前言一：前言 二：二：TO工艺工艺 三：三：OSA工艺工艺 四：有源器件的测试四：有源器件的测试(TOSA) OSA工艺 器件（组件）封装器件（组件）封装 常见：常见：TOSA、ROSA、BOSA TOSA：Transmit

13、ter Optical Sub-Assembly ROSA：Receiver Optical Sub-Assembly BOSA（BD）：）：Bi-directional Optical Sub-Assembly 尾纤器件尾纤器件 ，模拟器件（蝶形封装），模拟器件（蝶形封装） 器件封装需要考虑的因素：器件封装需要考虑的因素： 耦合效率（焦距，光路，插芯耦合效率（焦距，光路，插芯APC面角度）；面角度）； 反射（插芯反射（插芯APC面角度，角度大，反射小，但耦合效率降低）；面角度，角度大，反射小，但耦合效率降低）； 插拔重复性及四向性（陶瓷套筒，插芯插拔重复性及四向性（陶瓷套筒，插芯3D尺寸）；

14、尺寸）； 机械性能机械性能/工艺工艺 （管体封焊，激光焊接，胶粘）；（管体封焊，激光焊接，胶粘）； 结构匹配（尺寸适合模块装配，适配器结构符合跳线接口要求），与结构匹配（尺寸适合模块装配，适配器结构符合跳线接口要求），与 PCB板尺寸匹配；板尺寸匹配； 成本；成本； TOSA封装结构封装结构 基本构件：基本构件： LD TO-Can； 封焊管体（封焊管体（Housing）；）； 陶瓷插芯（陶瓷插芯（Fiber Stub）；）； 陶瓷套筒（陶瓷套筒（Sleeve）; 适配器（适配器（Receptacle） ； 调节环（调节环（Ring）；）； 插针组件（插针组件（Receptacle）；）； 问

15、题二：问题二： 如图是什么产品结构图？如图是什么产品结构图？ 与我司常规与我司常规TOSA产品有哪些差异性？产品有哪些差异性？ OSA工艺 TOSA制作工艺制作工艺 金属件清洗：金属件清洗：除去油污、铁屑、灰尘；除去油污、铁屑、灰尘； 管体封焊：管体封焊：电容储能式焊接机将金属管体封焊在电容储能式焊接机将金属管体封焊在TO-Can上（下件）。上（下件）。 封焊检验：封焊检验：目检封焊质量。目检封焊质量。 适配器组装（适配器组装（LC/SC）：）：插芯、套筒、适配器通过激光焊接组合在一起插芯、套筒、适配器通过激光焊接组合在一起 （上件）。（上件）。 同轴耦合：同轴耦合：下件同上件（下件同上件（L

16、C/SC/插针组件）耦合对中，输出光功率满足插针组件）耦合对中，输出光功率满足 规范要求。规范要求。 激光焊接：激光焊接：激光焊接机焊接上下件，达到机械和光路稳定。激光焊接机焊接上下件，达到机械和光路稳定。 焊接检验：焊接检验：目检焊点质量（焊斑、气泡等）。目检焊点质量（焊斑、气泡等）。 端面清洗端面清洗：插芯端面经过耦合步骤后，可能有脏污，需清洗干净。：插芯端面经过耦合步骤后，可能有脏污，需清洗干净。 初测初测PIV：测试器件的阈值，串联电阻，工作电流时的光功率、背光电流，：测试器件的阈值，串联电阻，工作电流时的光功率、背光电流， 斜效率等。斜效率等。 温度循环温度循环：器件在高温和低温循环

17、环境中储放一定时间。：器件在高温和低温循环环境中储放一定时间。 终测终测PIV：筛选出不合格产品。：筛选出不合格产品。 OSA工艺 TOSA制作工艺制作工艺 关键工序：同轴耦合，激光焊接。关键工序：同轴耦合，激光焊接。 耦合夹具耦合夹具：手动耦合夹具和自动耦合设备。：手动耦合夹具和自动耦合设备。 手动耦合：手动耦合：X-Y方向找光，方向找光，Z方向压光，使耦方向压光，使耦 合光功率达到规范要求。耦合光功率不一定合光功率达到规范要求。耦合光功率不一定 是可以耦合的最大光功率。是可以耦合的最大光功率。 自动耦合：自动耦合：在在X-Y方向以作较小位移，自动方向以作较小位移，自动 记录每个位置时的光功

18、率，然后在最大值对记录每个位置时的光功率，然后在最大值对 应的应的X-Y位置焊接，这样焊接前后光功率变位置焊接，这样焊接前后光功率变 化相对较小。自动耦合对来料的一致性要求化相对较小。自动耦合对来料的一致性要求 较高。较高。 激光焊接机激光焊接机：三光束激光，相隔：三光束激光，相隔120。可。可 以是水平焊接，也可以与水平面成一定角度。以是水平焊接，也可以与水平面成一定角度。 激光的能量、焦距控制激光的能量、焦距控制 ，一般焊接后剪切力，一般焊接后剪切力 要大于要大于300N，焊斑大小和熔深要符合要求。，焊斑大小和熔深要符合要求。 OSA工艺 插芯插芯APC角度，角度，3D尺寸尺寸 插芯与插芯

19、与TO耦合端一般为耦合端一般为APC面，与跳线耦合端为面，与跳线耦合端为PC面：面： APC 角度（角度（APC Angle）,APC的角度一般为的角度一般为8度度 。 PC是是Physical Contact的缩写，表明其对接端面是物理接触，即端面呈的缩写，表明其对接端面是物理接触，即端面呈 凸面拱型球面结构。凸面拱型球面结构。 OSA工艺 基本构件：基本构件： PD TO-Can； 塑封适配器；塑封适配器； 封焊管体封焊管体; 金属适配器；金属适配器； 闭口套筒；闭口套筒； 除特殊外，一般不使用插芯；除特殊外，一般不使用插芯； ROSA封装结构封装结构 主要有塑封结构和金属结构主要有塑封结

20、构和金属结构 353ND胶 每只粘好后匹配状态 每粘好10只后,用镊子 将套筒轻压至如图所示 四 烘烤1小时后 五三 二一 可看见红色的胶 不能 有胶 OSA工艺 ROSA制作工艺制作工艺 ROSA种类较多，不同类型工艺有所差异。种类较多，不同类型工艺有所差异。 主要有粘胶工艺和焊接工艺。主要有粘胶工艺和焊接工艺。 粘胶工艺：粘胶工艺： 胶水选型：胶水选型： 胶水的粘性，挥发性，膨胀系数，储存条件，胶水的粘性，挥发性，膨胀系数，储存条件， 使用条件，固化条件，硬度，强度。使用条件，固化条件，硬度，强度。 点胶过程：点胶过程： 手工或自动点胶机完成，胶量的控制，点胶手工或自动点胶机完成，胶量的控

21、制，点胶 位置的控制。位置的控制。 烘烤：温度，时间。烘烤：温度，时间。 焊接工艺：焊接工艺： 类似激光器，使用激光焊接机焊接管体和金类似激光器，使用激光焊接机焊接管体和金 属适配器，达到稳定结构和光路的目的。属适配器，达到稳定结构和光路的目的。 清洗 (P-Q006-006) 粘黑胶并烘烤 (P-B206-026) 耦合点411胶 (P-B206-024) 合格 初测 (P-B206-007) (P-B206-001) 温循 (P-B206-007) 入库 不合格 3 不合格 4 不合格 1 粘套筒 (P-B201-001) 不合格 2 合格 合格 合格 合格 不合格 依据返修方案 返修或报

22、废 (P-B206-028) 终测 (P-B206-007) (P-B206-001) 不合格 5 检验是否绝缘? (P-B206-0025) 合格 金属胶粘工艺流程金属胶粘工艺流程 OSA工艺 ROSA 制作工艺制作工艺 塑封工艺流程塑封工艺流程 金属封焊工艺流程金属封焊工艺流程 OSA工艺 BOSA 封装结构封装结构 基本构件：基本构件： LD TO-Can，PD TO-Can； LD封焊管体；封焊管体； PD陶瓷压配（或陶瓷胶粘）管体；陶瓷压配（或陶瓷胶粘）管体； 方形外套方形外套; 插针适配器；插针适配器； 45度膜片（发射光透射，接收光反度膜片（发射光透射，接收光反 射）；射）； 0

23、度膜片（透射度膜片（透射45度膜片反射过来度膜片反射过来 的接收光）的接收光） OSA工艺 BOSA制作工艺制作工艺 管体封焊：管体封焊：LD TO封焊时，需要注意管脚与封焊管体的相封焊时，需要注意管脚与封焊管体的相 对位置。对位置。 粘贴膜片：粘贴膜片：膜片粘在激光器管体上面（膜片粘在激光器管体上面（0度膜片也有粘在度膜片也有粘在 探测器管体里），注意膜片方向和胶水用量及位置。探测器管体里），注意膜片方向和胶水用量及位置。 方形外套焊接：方形外套焊接：一般管体与方形外套来料时是一一搭配好一般管体与方形外套来料时是一一搭配好 的，因此一般要求焊接方形外套时，与出厂时一致。的，因此一般要求焊接方

24、形外套时，与出厂时一致。 激光器耦合焊接激光器耦合焊接： 探测器耦合焊接探测器耦合焊接/胶粘胶粘： 贴标签，测试，温循贴标签，测试，温循： BOSA为单纤双向，同时有发射为单纤双向，同时有发射(TOSA)和接收和接收(ROSA) ，除了相关的工，除了相关的工 艺外，还需注意以下问题：艺外，还需注意以下问题： OSA工艺 BOSA 光路光路 利用折射率定律，在几何光学基础上作图绘出添加膜片前利用折射率定律，在几何光学基础上作图绘出添加膜片前 后的光路，可以清晰地看出：加入膜片后，不仅光路中心后的光路，可以清晰地看出：加入膜片后，不仅光路中心 发生改变，而且器件的焦距也发生改变。发生改变，而且器件

25、的焦距也发生改变。 OSA工艺 BOSA 光路光路-偏心偏心 若：若： 膜片入射光的入射膜片入射光的入射 角为角为； 膜片折射率为膜片折射率为n； 膜片厚度为膜片厚度为D； 则：则： 发射端光路中心与发射端光路中心与 插芯中心偏移插芯中心偏移d为：为： ) sin cossin (sin 22 n Dd 0.1) 1/21.52 1/2 2 2 (3 . 0 2 d 通常通常=45 D=0.3mm n=1.5 OSA工艺 BOSA 光路光路-偏心偏心 OSA工艺 尾纤器件封装结构尾纤器件封装结构 基本构件：基本构件： LD TO-Can 激光器管体激光器管体 光纤插针光纤插针 插针套插针套 隔

26、离器隔离器 可焊外套可焊外套 OSA工艺 主要内容主要内容 一：前言一：前言 二：二：TO工艺工艺 三：三：OSA工艺工艺 四：有源器件的测试四：有源器件的测试(TOSA） 阈值电流阈值电流I Ith th 输出光功率输出光功率P Po o 背光电流背光电流/ /探测器监控电流探测器监控电流ImonImon 串联电阻串联电阻 斜率效率斜率效率SESE 跟踪误差跟踪误差TETE 中心波长或峰值波长中心波长或峰值波长c c/p 光谱宽度光谱宽度（RMSRMS、- -20dB20dB） 边模抑制比边模抑制比SMSRSMSR 有源器件的测试 根据光通信对激光器的要求和激光器的阈值特性、温度特根据光通信

27、对激光器的要求和激光器的阈值特性、温度特 性和光谱特性，性和光谱特性，LDLD激光器主要测试以下参数激光器主要测试以下参数 P-I-V测试测试 光谱测试光谱测试 有源器件的测试 LD P-I-V测试测试 激光器激光器P-I-V特性是指：输出光功率和正向输入电流以及正向特性是指：输出光功率和正向输入电流以及正向 电压之间的关系。是激光器组件的重要特性之一，它反映出激电压之间的关系。是激光器组件的重要特性之一，它反映出激 光器组件的多项性能指标。我们现在所使用的测试系统如光器组件的多项性能指标。我们现在所使用的测试系统如ILX、 KEITHLEY等都具备测试等都具备测试P-I-V特性的功能。特性的

28、功能。 P-I-V测试系统测试系统 有源器件的测试 KEITHLEY测试系统测试系统 1.LPA-9082激光器参数分析仪：LPA-9082每 秒钟可测量5000个点的数据，能够快速和精 确的得到LIV曲线，一般取电流最大值为50mA。 2.Keithley吉时利：一台Keithley2400电源， 两台Keithley6485皮安表，一台测电流，一 台测光功率。 P-I-V曲线：曲线： 有源器件的测试 直接读取的参数：直接读取的参数： 串联电阻；串联电阻； P P0 0(I(Ith th+20mA); +20mA); Im(IIm(Ith th+20mA); +20mA); 斜率效率斜率效率

29、SESE； 阈值电流阈值电流。 PIV曲线图 红色=正向电压=Vf 蓝色=背光电流=Im 黑色=光功率=Po 绿色=一次微分=dL/dI 有源器件的测试 P-I-V曲线意义之曲线意义之阈值电流（阈值电流（Ith）计算：）计算： 有源器件的测试 我们把激光器开始产生激光发射时的正向驱动电流称之为阈我们把激光器开始产生激光发射时的正向驱动电流称之为阈 值电流。用符号值电流。用符号I Ith th表示。通常阈值电流是通过如下四种计算 表示。通常阈值电流是通过如下四种计算 方法计算得出：方法计算得出： 1. 单直线线性拟合；单直线线性拟合； 2. 双直线线性拟合；双直线线性拟合； 3. 一阶微分（一阶

30、微分（dL/dI）；）； 4. 二阶微分（二阶微分（d2L/dI2）。）。 阈值电流指激光器由自发辐射转换到受激辐射状态时的正阈值电流指激光器由自发辐射转换到受激辐射状态时的正 向电流值，它与激光器的材料和结构相关。向电流值，它与激光器的材料和结构相关。 对于对于LDLD而言，而言，IthIth越小越好越小越好 一般在一般在2525时时 VCSELVCSEL- -LD LD ，Ith=12mA Ith=12mA FPFP- -LDLD，Ith=510mAIth=510mA DFBDFB- -LDLD，Ith=520mAIth=520mA IthIth随温度的升高而增加，关系式为随温度的升高而增

31、加，关系式为 Ith=IIth=I0 0e eT/T0 T/T0 I I0 0为为2525时的阈值电流，时的阈值电流，T0T0为特征温度，为特征温度， 表示激光器对温度敏感的程度表示激光器对温度敏感的程度 P-I-V曲线意义之曲线意义之阈值电流（阈值电流（Ith）计算：）计算： 有源器件的测试 P-I-V曲线意义之曲线意义之阈值电流（阈值电流（Ith）计算：）计算： 有源器件的测试 单直线线性拟合单直线线性拟合 阈值阈值依赖于激光器依赖于激光器 的斜率效率，斜率的斜率效率，斜率 效率大，阈值计算效率大，阈值计算 值大，斜率效率小，值大，斜率效率小， 阈值计算值小；阈值计算值小； 两点连线时，点

32、的两点连线时，点的 选择至关重要；阈选择至关重要；阈 值弯曲区和高功率值弯曲区和高功率 非线性区的影响。非线性区的影响。 P-I-V曲线意义之曲线意义之阈值电流（阈值电流（Ith）计算：）计算： 有源器件的测试 双直线线性拟合双直线线性拟合 阈值阈值对于激光器斜对于激光器斜 率效率的依赖有所率效率的依赖有所 降低；降低； 依然有选两点连线依然有选两点连线 的方式存在，所以的方式存在，所以 仍会受到直线生成仍会受到直线生成 方法的影响。由于方法的影响。由于 曲线的凸出，非线曲线的凸出，非线 性将被放大。性将被放大。 P-I-V曲线意义之曲线意义之阈值电流（阈值电流（Ith）计算：）计算： 有源器

33、件的测试 一阶微分（一阶微分（dL/dI） 一阶微分最大值一一阶微分最大值一 半所对应的电流值半所对应的电流值 为阈值电流为阈值电流； 有可能受非线性影有可能受非线性影 响，导致一阶微分响，导致一阶微分 最大值不容易给定。最大值不容易给定。 P-I-V曲线意义之曲线意义之阈值电流（阈值电流（Ith）计算：）计算： 有源器件的测试 二阶微分（二阶微分（ d2L/dI2） 二阶微分法定位二阶微分法定位L/I 曲线变化率的最大曲线变化率的最大 值点值点为阈值电流为阈值电流， 该点也是一阶微分该点也是一阶微分 曲线的拐点；曲线的拐点； 二阶微分方法不会二阶微分方法不会 受到阈值弯曲区前受到阈值弯曲区前

34、 后部分非线性的影后部分非线性的影 响。响。 虽然可能出现多个虽然可能出现多个 二阶微分峰值二阶微分峰值 （Kink引起），但引起），但 是很容易判断哪个是很容易判断哪个 峰值是真实的。峰值是真实的。 P PI I曲线的斜率：半导曲线的斜率：半导 体激光器，除了希望低体激光器，除了希望低 的阈值电流（的阈值电流（I Ith th）外， ）外， 还希望使用最小的电流还希望使用最小的电流 就能得到较大的光输出就能得到较大的光输出 功率。也就是说，在慢功率。也就是说，在慢 慢地注入电流后，能够慢地注入电流后，能够 获得快速增加的光功率。获得快速增加的光功率。 这就是我们通常所说的这就是我们通常所说的

35、 斜向效率。即是指在斜向效率。即是指在I Ith th 以上的以上的P PI I曲线的斜率，曲线的斜率， 用用 P/P/ I I表示。其单位表示。其单位 是是W /AW /A或或mW/mAmW/mA。其测试。其测试 方法如右图所示。方法如右图所示。 = P/I （mW/mA） 有源器件的测试 P-I-V曲线意义之曲线意义之斜率效率（斜率效率（Slope Efficiency）计算：）计算： IthIth+20mA之间的点，扣除靠近之间的点，扣除靠近Ith的的10%的点，其余点的点，其余点 线性拟合得一直线，该直线的斜率为激光器的斜率效率。线性拟合得一直线，该直线的斜率为激光器的斜率效率。 有源

36、器件的测试 P-I-V曲线意义之曲线意义之斜率效率（斜率效率（Slope Efficiency）计算：）计算： 斜率效率拟合计算 0 1 2 3 4 5 6 7 8 05101520253035 Current Power 激光器组件内部通常都带有背光探测器，其作用是监测激光激光器组件内部通常都带有背光探测器，其作用是监测激光 器背光变化，在器背光变化，在P-I-V曲线中可以得到背光数据。其测试原理曲线中可以得到背光数据。其测试原理 如下图所示。如下图所示。PD光电流大小由皮安表测出。光电流大小由皮安表测出。 有源器件的测试 P-I-V曲线意义之曲线意义之背光电流背光电流Im： LD 前后出光

37、按一定前后出光按一定 比例，且基本恒定，比例，且基本恒定， 监控背光大小，可以监控背光大小，可以 知道前出光大小，并知道前出光大小，并 反馈给激光器驱动电反馈给激光器驱动电 路，控制注入电流大路，控制注入电流大 小，从而可以实现激小，从而可以实现激 光器的稳定输出。光器的稳定输出。 有源器件的测试 P-I-V曲线意义之曲线意义之背光电流背光电流Im： 通过背光来判定器件失效的根源：背光通过背光来判定器件失效的根源：背光OK，功率小，功率小器件耦合问题器件耦合问题 背光电流曲线背光电流曲线 P-I曲线曲线 跟踪误差跟踪误差Tracking Error 跟踪误差指的是在两个不同管壳温度条件下的激光

38、器组件跟踪误差指的是在两个不同管壳温度条件下的激光器组件 输出功率的比值，用以衡量器件耦合效率的稳定性。其测输出功率的比值，用以衡量器件耦合效率的稳定性。其测 试方法为在保持恒定的背面光电流（典型值为试方法为在保持恒定的背面光电流（典型值为200200 A A）的）的 条件下，先测量条件下，先测量2525时的光功率，再测量预期的工作温度时的光功率，再测量预期的工作温度 的两个极值（典型值为的两个极值（典型值为00和和6565）时的光功率。其计算方）时的光功率。其计算方 法如下：法如下： 式中式中PiPi为两个温度极值下的光功率。为两个温度极值下的光功率。 有源器件的测试 光谱特性测试光谱特性测

39、试 测试原理如下图所示。测试原理如下图所示。 其中其中M为光谱仪。为光谱仪。 Q8384 optical spectral analyzer 有源器件的测试 测试方法：测试方法： 激光器接驱动电源，输出光接光谱仪激光器接驱动电源，输出光接光谱仪 光口，光功率在光谱仪最大可接收功光口，光功率在光谱仪最大可接收功 率范围以内，光谱仪扫描所需波长范率范围以内，光谱仪扫描所需波长范 围内的光功率，得到光功率随波长的围内的光功率，得到光功率随波长的 分布图。分布图。 GR468上写明：对于非连续波工作的上写明：对于非连续波工作的 光源的光谱测试一般要在调制状况下光源的光谱测试一般要在调制状况下 测试。测

40、试。 F F- -P LD P LD 光谱图光谱图 有源器件的测试 典型光谱图典型光谱图-FP DFB LD DFB LD 光谱图光谱图 有源器件的测试 典型光谱图典型光谱图-DFB LED LED 光谱图光谱图 有源器件的测试 典型光谱图典型光谱图-LED 有源器件的测试 有源器件的测试 光谱图意义之光谱图意义之中心波长中心波长 ： 根据根据GR468，对于不同的光源，发光光谱的中心波长概念略有差异。，对于不同的光源，发光光谱的中心波长概念略有差异。 对于对于多纵模激光器多纵模激光器（如（如F-P LD）：）： 中心波长（中心波长（Central Wavelength，c）为各模式波长的统计权重中心，）为各模式波长的统计权重中心， 公式计算为：公式计算为： 对于对于单纵模激光器单纵模激光器（如（如DFB LD）：）： 中心波长（中心波长（Central Wavelength c，或，或Peak Wavelength p）为光谱）为光谱 中输出功率最大点对应的波长。中输出功率最大点对应的波长。 对于对于发光二极管发光二极管LED： 峰值波长（峰值波长（Peak Wavelength p）：光谱中最大功率点波长；）：光谱中最大功率点波长； 中心波长（中心波长（Central Wavelength c）：光谱中统计权