專利名稱：基于級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器產(chǎn)生超短光脈沖的測(cè)試夾具及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種基于級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器產(chǎn)生超短光脈沖的測(cè)試夾具及方法，特別涉及利用微波射頻技術(shù)對(duì)一種分布反饋半導(dǎo)體激光器(DFB-LD)與級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器(EAM)單片集成芯片產(chǎn)生超短光脈沖的測(cè)量。
背景技術(shù)：
超高速、大容量光纖通信是近年來光通信研究的主要方向。光時(shí)分復(fù)用(OTDM)是克服光、電器件瓶頸，實(shí)現(xiàn)超高速光纖通信的有效途徑之一。高重復(fù)率頻率變換極限超短光脈沖源是實(shí)現(xiàn)光孤子通信和OTDM光通信的核心器件，也是其他關(guān)鍵技術(shù)研究必不可少的基礎(chǔ)。分布反饋半導(dǎo)體激光器/級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器組合光源具有簡(jiǎn)單的單一正弦電信號(hào)驅(qū)動(dòng)、輸出波形接近孤子脈沖(sech2)、高速、低啁啾、插入損耗小、可電調(diào)諧等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛關(guān)注。輸入正弦電信號(hào)頻率越高，則輸出的超短光脈沖的脈沖寬度就越窄，越有利于提高傳輸速率。
對(duì)于半導(dǎo)體光電子器件芯片的高頻測(cè)試，必須經(jīng)過后續(xù)工藝(比如耦合、封裝、模塊化)后才能進(jìn)行實(shí)際操作，但是這些工藝都需要復(fù)雜而昂貴的工序、儀器設(shè)備。目前，半導(dǎo)體光電子器件芯片的高頻測(cè)量主要有如下方法將芯片燒結(jié)在特殊結(jié)構(gòu)的熱沉上，依靠高頻探針將矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀產(chǎn)生的高頻測(cè)試信號(hào)輸入到芯片上，最后進(jìn)行校準(zhǔn)、測(cè)試。該方法精度很高，理論上可以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)分析的最大測(cè)試范圍(如40GHz)。缺點(diǎn)是操作復(fù)雜，而且高頻探針價(jià)格昂貴，且極易損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提出了一種基于級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器產(chǎn)生超短光脈沖的測(cè)試夾具及方法，該測(cè)試夾具及方法大大簡(jiǎn)化了器件制作的后續(xù)工藝、降低了成本。
本發(fā)明一種基于級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器產(chǎn)生超短光脈沖的測(cè)試夾具，其特征在于，包括一架體，該架體為一邊開口的框體，在該框體的底面固接有一底板；兩射頻同軸連接器，該射頻同軸連接器固定在該架體的框體的開口兩側(cè)端，該射頻同軸連接器均朝向架體之外；兩段微帶線，該兩段微帶線固定在架體上的底板上，一端與同軸連接器連接，該微帶線與夾具上的射頻同軸連接器垂直；兩個(gè)電阻，該電阻分別固定在兩段微帶線之間、微帶線的端部，并與微帶線用金絲線連接，該兩個(gè)電阻之間有一預(yù)定距離。
其中該夾具用鋁或銅制作，表面鍍金。
其中電阻的阻抗與微帶線的阻抗匹配，其阻值在45-55歐姆之間。
其中兩段微帶線是焊接在架體上的底板上或使用導(dǎo)電膠粘接。
其中所述的微帶線的材料是銅，表面鍍金。
本發(fā)明一種基于級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器產(chǎn)生超短光脈沖的測(cè)試方法，其特征在于，包括如下步驟(1)采用權(quán)利要求1所述的夾具，將燒結(jié)在熱沉上的分布反饋半導(dǎo)體激光器與級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器單片集成的芯片固定在夾具上的兩個(gè)電阻之間；(2)將同一高頻正弦電信號(hào)通過相位延遲裝置通過射頻同軸連接器，分別加載到芯片上的級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器上；(3)芯片5上的級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器產(chǎn)生超短光脈沖信號(hào)，將該超短光脈沖信號(hào)傳輸至高頻數(shù)字示波器；(4)該高頻數(shù)字示波器將該超短光脈沖信號(hào)與微波信號(hào)發(fā)生器中的高頻電信號(hào)進(jìn)行同步處理；(5)若輸出的超短光脈沖信號(hào)功率較低，將超短光脈沖信號(hào)先經(jīng)過低噪聲放大器進(jìn)行放大處理后，再傳輸進(jìn)高頻數(shù)字示波器，讀出超短光脈沖信號(hào)的脈沖寬度；(6)若輸出的超短光脈沖信號(hào)功率較較高，直接將超短光脈沖信號(hào)傳輸進(jìn)高頻數(shù)字示波器，讀出超短光脈沖信號(hào)的脈沖寬度，完成測(cè)試過程。


為進(jìn)一步說明本發(fā)明的內(nèi)容，以下結(jié)合附圖和具體事例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，其中圖1是測(cè)試夾具及測(cè)試夾具和芯片裝配在一起的示意圖；圖2是分布反饋半導(dǎo)體激光器與級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器單片集成芯片與熱沉燒結(jié)示意圖；圖3是級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器產(chǎn)生超短光脈沖的原理示意圖；圖4是超短光脈沖測(cè)試系統(tǒng)示意圖；具體實(shí)施方案請(qǐng)參閱圖1及圖2，本發(fā)明一種基于級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器產(chǎn)生超短光脈沖的測(cè)試夾具，包括一架體2，該架體2為一邊開口的框體21，在該框體21的底面固接有一底板22；兩射頻同軸連接器1，該射頻同軸連接器1固定在該架體2的框體21的開口兩側(cè)端，該射頻同軸連接器1均朝向架體2之外；兩段微帶線3，該兩段微帶線3固定在架體2上的底板22上，一端與同軸連接器1連接，該微帶線3與夾具上的射頻同軸連接器1垂直；該兩段微帶線3是焊接在架體2上的底板22上或使用導(dǎo)電膠粘接；該微帶線3的材料是銅，表面鍍金；兩個(gè)電阻4，該電阻4分別固定在兩段微帶線3之間、微帶線3的端部，并與微帶線3用金絲線6連接，該兩個(gè)電阻4之間有一預(yù)定距離；該電阻4的阻抗與微帶線3的阻抗匹配，其阻值在45-55歐姆之間。
其再結(jié)合參閱圖1、圖2、圖3和圖4，本發(fā)明一種基于級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器產(chǎn)生超短光脈沖的測(cè)試方法，包括如下步驟(1)采用權(quán)利要求1所述的夾具，將燒結(jié)在熱沉10上的分布反饋半導(dǎo)體激光器7與級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器8、9單片集成的芯片5(見圖2)固定在夾具上的兩個(gè)電阻4之間；(2)將同一高頻正弦電信號(hào)11通過相位延遲裝置12(見圖3)通過射頻同軸連接器1，分別加載到芯片5上的級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器8、9上；(3)芯片5上的級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器8、9產(chǎn)生超短光脈沖信號(hào)14，將該超短光脈沖信號(hào)14傳輸至高頻數(shù)字示波器15(見圖4)；(4)該高頻數(shù)字示波器15將該超短光脈沖信號(hào)與微波信號(hào)發(fā)生器中的高頻電信號(hào)進(jìn)行同步處理；(5)若輸出的超短光脈沖信號(hào)功率較低，將超短光脈沖信號(hào)先經(jīng)過低噪聲放大器進(jìn)行放大處理后，再傳輸進(jìn)高頻數(shù)字示波器，讀出超短光脈沖信號(hào)的脈沖寬度；(6)若輸出的超短光脈沖信號(hào)功率較較高，直接將超短光脈沖信號(hào)傳輸進(jìn)高頻數(shù)字示波器，讀出超短光脈沖信號(hào)的脈沖寬度，完成測(cè)試過程。
實(shí)施例如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明一種基于級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器產(chǎn)生超短光脈沖的測(cè)試夾具及方法，包括
(1)設(shè)計(jì)、制作測(cè)試和校準(zhǔn)用夾具2；測(cè)試和校準(zhǔn)用夾具2可以用鋁或銅，但表面必須鍍金，因?yàn)榻鸬膬?yōu)異導(dǎo)電性可以減少微波損耗(圖1)；(2)設(shè)計(jì)、制作微帶線3。微帶線3的金屬材料可以是銅，但表面必須鍍金，由于金的優(yōu)異的導(dǎo)電性可以減少微波損耗和反射，同時(shí)與芯片焊接線(金絲線6)材質(zhì)一樣便于焊接。微帶線3的介質(zhì)基片可以選擇陶瓷、復(fù)合介質(zhì)或聚四氟乙烯等材料，基片厚度為200-600微米，使得微帶線3高度與芯片5和熱沉10高度相當(dāng)，以減少由于高度差異造成的不必要的微波損耗。在設(shè)計(jì)微帶線3時(shí)還必須考慮到與微波測(cè)試系統(tǒng)的阻抗匹配，一般情況下，匹配電阻4為50歐姆(圖1)；(3)將阻抗匹配的微帶線3焊接在測(cè)試夾具2上，并裝配上與微波信號(hào)發(fā)生器匹配的射頻同軸連接器1和匹配電阻4。由于在測(cè)試中微波電纜和射頻同軸連接器1需要一定的力量擰緊，為保證射頻同軸連接器1與微帶線3和測(cè)試夾具2連接牢固，需要將射頻同軸連接器1用螺栓固定，另外需根據(jù)芯片5特性選用阻值在45-55歐姆之間的匹配電阻4。
(4)把燒結(jié)在熱沉10上的分布反饋半導(dǎo)體激光器7與級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器8、9單片集成芯片5壓焊到測(cè)試夾具2上制成被測(cè)器件(圖2)；(5)將同一高頻正弦電信號(hào)11通過相位延遲裝置12輸入至射頻同軸連接器1、阻抗匹配的微帶線3，再分別加載到級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器8、9的高頻電極上，基于電吸收調(diào)制器的高非線性透過率特性的光開關(guān)技術(shù)，在外加反向偏置電壓13下，電吸收調(diào)制器透過率產(chǎn)生非線性響應(yīng)，并且在高頻正弦電信號(hào)11的同時(shí)作用下，即可得到超短光脈沖信號(hào)(圖3)；(6)超短光脈沖信號(hào)14通過光纖傳輸至高頻數(shù)字示波器15的光學(xué)口16，同時(shí)，微波信號(hào)發(fā)生器的高頻正弦電信號(hào)11從高頻數(shù)字示波器15的高頻口17傳輸進(jìn)高頻數(shù)字示波器15，進(jìn)行同步處理后，即可從高頻數(shù)字示波器15上讀出超短光脈沖信號(hào)的脈沖寬度(圖4)。若輸出的超短光脈沖信號(hào)14功率較低，可將超短光脈沖信號(hào)14先經(jīng)過低噪聲放大器18進(jìn)行放大處理。
權(quán)利要求
1.一種基于級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器產(chǎn)生超短光脈沖的測(cè)試夾具，其特征在于，包括一架體，該架體為一邊開口的框體，在該框體的底面固接有一底板；兩射頻同軸連接器，該射頻同軸連接器固定在該架體的框體的開口兩側(cè)端，該射頻同軸連接器均朝向架體之外；兩段微帶線，該兩段微帶線固定在架體上的底板上，一端與同軸連接器連接，該微帶線與夾具上的射頻同軸連接器垂直；兩個(gè)電阻，該電阻分別固定在兩段微帶線之間、微帶線的端部，并與微帶線用金絲線連接，該兩個(gè)電阻之間有一預(yù)定距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器產(chǎn)生超短光脈沖的測(cè)試夾具，其特征在于，其中該夾具用鋁或銅制作，表面鍍金。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器產(chǎn)生超短光脈沖的測(cè)試夾具，其特征在于，其中電阻的阻抗與微帶線的阻抗匹配，其阻值在45-55歐姆之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器產(chǎn)生超短光脈沖的測(cè)試夾具，其特征在于，其中兩段微帶線是焊接在架體上的底板上或使用導(dǎo)電膠粘接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器產(chǎn)生超短光脈沖的測(cè)試夾具，其特征在于，其中所述的微帶線的材料是銅，表面鍍金。
6.一種基于級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器產(chǎn)生超短光脈沖的測(cè)試方法，其特征在于，包括如下步驟(1)采用權(quán)利要求1所述的夾具，將燒結(jié)在熱沉上的分布反饋半導(dǎo)體激光器與級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器單片集成的芯片固定在夾具上的兩個(gè)電阻之間；(2)將同一高頻正弦電信號(hào)通過相位延遲裝置通過射頻同軸連接器，分別加載到芯片上的級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器上；(3)芯片5上的級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器產(chǎn)生超短光脈沖信號(hào)，將該超短光脈沖信號(hào)傳輸至高頻數(shù)字示波器；(4)該高頻數(shù)字示波器將該超短光脈沖信號(hào)與微波信號(hào)發(fā)生器中的高頻電信號(hào)進(jìn)行同步處理；(5)若輸出的超短光脈沖信號(hào)功率較低，將超短光脈沖信號(hào)先經(jīng)過低噪聲放大器進(jìn)行放大處理后，再傳輸進(jìn)高頻數(shù)字示波器，讀出超短光脈沖信號(hào)的脈沖寬度；(6)若輸出的超短光脈沖信號(hào)功率較較高，直接將超短光脈沖信號(hào)傳輸進(jìn)高頻數(shù)字示波器，讀出超短光脈沖信號(hào)的脈沖寬度，完成測(cè)試過程。
全文摘要
一種基于級(jí)聯(lián)電吸收調(diào)制器產(chǎn)生超短光脈沖的測(cè)試夾具，其特征在于，包括一架體，該架體為一邊開口的框體，在該框體的底面固接有一底板；兩射頻同軸連接器，該射頻同軸連接器固定在該架體的框體的開口兩側(cè)端，該射頻同軸連接器均朝向架體之外；兩段微帶線，該兩段微帶線固定在架體上的底板上，一端與同軸連接器連接，該微帶線與夾具上的射頻同軸連接器垂直；兩個(gè)電阻，該電阻分別固定在兩段微帶線之間、微帶線的端部，并與微帶線用金絲線連接，該兩個(gè)電阻之間有一預(yù)定距離。
文檔編號(hào)G01R31/00GK1834600SQ20051005634
公開日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2005年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月18日
發(fā)明者趙謙, 潘教青, 王圩 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所