光电子器件微波封装和测试 第二版
出版时间：2011年版
内容简介
《光电子器件微波封装和测试(第二版)》总结了作者多年来的工作经验和近期研究成果，系统地介绍了高速光电子器件测试和微波封装设计方面的实用技术，先进性、学术性和实用性兼备。《光电子器件微波封装和测试(第二版)》共12章，内容包括半导体激光器、光调制器和光探测器三种典型高速光电子器件的微波封装设计，网络分析仪扫频测试法、小信号功率测试法、光外差技术等小信号频率响应特性测试方法及测试系统校准方法，数字和模拟通信光电子器件大信号频率响应特性测试方法，光电子器件本征响应特性分析和应用，光谱与频谱分析技术，光注入技术及其应用。
目录
目录
第二版前言
第一版序
第一版前言
第1章 绪论 1
1.1 器件封装设计的重要性 1
1.2 器件测试分析的意义 2
1.3 本书主要涉及的器件类型 2
1.4 本书的特点 3
第2章 高速半导体激光器的微波封装设计 6
2.1 激光器封装类型 6
2.1.1 TO封装激光器 6
2.1.2 蝶型封装激光器 8
2.1.3 气密小室封装和子载体封装激光器 10
2.2 微波设计和封装方法 11
2.2.1 载体设计 11
2.2.2 金丝设计 12
2.2.3 传输线过渡结构设计 12
2.2.4 匹配电路设计 12
2.2.5 偏置电路设计 13
2.2.6 综合设计考虑 13
2.2.7 焊接和耦合封装 14
2.3 激光器等效电路模型 15
2.3.1 等效电路模型发展历程 15
2.3.2 边发射激光器小信号等效电路模型 17
2.3.3 面发射激光器小信号等效电路模型 21
2.3.4 激光器大信号模型 28
2.3.5 基于速率方程的电路模型 33
2.4 集总参数和分布式模型 37
2.5 “黑盒子”式等效电路模型 39
2.6 封装技术潜在带宽估计 40
2.6.1 封装技术潜在带宽估计的意义 40
2.6.2 激光器芯片和模块的测试 41
2.6.3 激光器芯片及模块本征响应对热效应的依赖关系 43
2.6.4 激光模块寄生参数的表征 47
2.6.5 直接扣除法 51
2.6.6 等效电路法 53
2.7 激光器封装的优化设计 54
2.7.1 寄生参数对高频特性的影响 54
2.7.2 载体上激光器等效电路 55
2.7.3 TO封装激光器模块等效电路 56
2.7.4 封装寄生参数的影响 58
2.8 补偿技术 60
思考题 62
参考文献 62
第3章 高速光调制器的微波封装设计 70
3.1 LiNbO3光波导调制器 70
3.1.1 光波导制备与模场分布 70
3.1.2 光波导调制器的结构和工作原理 71
3.1.3 实现宽带调制的条件 72
3.1.4 电极特性参数的计算 73
3.1.5 光波导传输特性的计算 74
3.1.6 电极结构优化设计 74
3.1.7 管壳设计及终端阻抗匹配 77
3.2 电吸收光调制器 .78
3.2.1 封装类型 78
3.2.2 微波设计和封装方法 81
3.3 电吸收光调制器的等效电路模型 81
3.4 EML三端口等效电路模型的建立与分析 83
3.4.1 影响EML高频特性的因素 83
3.4.2 电光耦合效应 84
3.4.3 三端口模型分析 85
3.4.4 三端口等效电路模型 87
3.4.5 电光耦合效应对器件高频特性的影响 91
3.5 封装的优化设计 93
思考题 96
参考文献 97
第4章 高速半导体光探测器的封装设计 104
4.1 封装类型 104
4.2 微波设计和封装方法 105
4.3 光探测器的等效电路模型 106
4.3.1 速率方程等效电路建模 107
4.3.2 微波端口特性等效电路建模 111
4.4 封装潜在带宽研究 112
4.4.1 散射参数测量 112
4.4.2 潜在带宽估计 115
4.5 多种功能微结构光探测器 117
4.5.1 面发射激光器作探测器 117
4.5.2 电吸收调制器的多重功能 118
4.5.3 DBR调谐结构的光探测器 120
4.6 封装的优化设计 123
4.6.1 元部件共同作用 123
4.6.2 补偿技术 124
思考题 126
参考文献 126
第5章 小信号频率响应特性 130
5.1 小信号与大信号频率响应 130
5.2 常用的网络参数 133
5.3 散射参数 134
5.4 双端口级联网络的参数 135
5.5 光电子器件S参数 137
5.6 主要性能指标定义 139
5.7 动态特性曲线 140
5.7.1 激光器动态P-I特性曲线 140
5.7.2 调制器动态P-V特性曲线 142
5.7.3 激光光源大信号啁啾特性估计 143
思考题 145
参考文献 145
第6章 网络分析仪扫频测试方法 147
6.1 测试方法优点与局限性 147
6.2 校准的概念和测试夹具的设计 149
6.3 校准过程中出现的问题 150
6.3.1 相位不确定性 150
6.3.2 频率限制问题 152
6.3.3 不同测试端口夹具的校准 155
6.4 校准标准的选取 158
6.4.1 校准方法的选取 158
6.4.2 校准标准的比较 159
6.5 运算方法的选择 160
6.5.1 校准方程的选取 160
6.5.2 运算方法的改进 164
6.6 微波电路测试方法 165
6.6.1 16项误差模型 165
6.6.2 四端口电路误差模型的建立和校准标准的选择 166
6.6.3 最小二乘近似互易在校准中的应用 168
6.7 芯片测试方法 169
6.8 时域特性分析和相频特性测试 174
6.9 未解决的疑难问题 176
6.9.1 如何获得第一个电光或光电器件传输标准 176
6.9.2 两个正确的公式给出不同的结果 176
6.9.3 TSM方法中不同标准方程组合给出不同的结果 177
6.10 “鸡”和“蛋”问题的总结 179
参考文献 181
第7章 调制器频率响应的小信号功率测试法 187
7.1 LiNbO3调制器小信号功率测试法 187
7.1.1 测试原理和测量系统 188
7.1.2 影响测试精度的因素 190
7.1.3 微波检波器及其他元件的校准 192
7.1.4 利用微波网络分析仪的扫频测试 196
7.2 电吸收调制器小信号功率测试法 198
7.2.1 EAM频率响应理论分析 198
7.2.2 EAM小信号功率测试原理 200
7.2.3 测试系统与实例 201
7.3 高速光探测器谐波测试法 202
7.3.1 铌酸锂调制器中谐波的产生 202
7.3.2 谐波测试法及校准 203
思考题 206
参考文献 206
第8章 光外差技术及其应用 209
8.1 光外差原理及测试系统 209
8.2 激光器波长调谐方式 210
8.3 双激光器拍频法测量高速探测器的频率响应 212
8.4 采用单个DBR可调谐激光器的光外差法 215
8.4.1 可调谐激光器的调谐特性 215
8.4.2 测试原理和校准方法 218
8.5 高速光调制器的频率响应测量 224
8.5.1 光强度调制器的频率响应测量 224
8.5.2 光相位调制器的频率响应测量 225
8.6 自发辐射谱拍频法测量高速探测器的频率响应 226
8.6.1 自发辐射谱拍频法的测试原理 226
8.6.2 自发辐射谱拍频法的测试系统 227
8.7 光外差技术分析激光器的附加调制效应 230
8.8 波长编码光时域反射计 235
8.8.1 测量光纤断点 235
8.8.2 测量布里渊分布 238
8.9 光外差法测量DBR激光器的调谐特性 241
8.9.1 DBR激光器调谐速度测量 241
8.9.2 DBR激光器的波长漂移 245
8.10 光外差光谱分析技术及激光器的线宽测量 252
思考题 253
参考文献 254
第9章 大信号响应特性测试方法 258
9.1 数字通信用器件的大信号测量 259
9.1.1 大信号特性测试系统 259
9.1.2 眼图的形成 260
9.1.3 眼图的测试分析 262
9.1.4 归零码眼图简介 267
9.1.5 误码率的测试分析 268
9.1.6 低误码率的测算 269
9.2 大信号测试系统校准方法初探 271
9.2.1 “面对面”方法2719.2.2借助于小信号散射参数测量的校准方法 272
9.3 模拟通信用器件的大信号测量 274
9.3.1 模拟激光器的特点 274
9.3.2 光发射器件的调制原理 275
9.3.3 模拟通信用器件的参数及测试方法 276
9.4 大信号特性与小信号相频特性 280
9.5 大信号传输系统压力测试 284
9.5.1 光功率压力测试与灵敏度 284
9.5.2 光信噪比压力测试与误码率 285
9.5.3 色散压力测试 287
9.6 大信号响应测试的发展趋势 289
思考题 290
参考文献 290
第10章 光电子器件本征特性分析及其应用 293
10.1 本征响应特性分析的意义 293
10.2 激光器本征特性分析 294
10.2.1 光调制法 294
10.2.2 等效电路法 296
10.2.3 扣除法 300
10.2.4 三种方法的比较 304
10.2.5 不同温度下本征响应特性 305
10.3 光探测器本征特性分析 307
10.3.1 光探测器扣除法的原理 308
10.3.2 实验结果及分析 310
10.3.3 偏压和温度对本征响应的影响 311
10.4 光调制器本征特性分析 315
10.4.1 扣除法获得电吸收调制器本征响应的原理 315
10.4.2 实验结果及分析 318
10.5 本征响应特性分析的应用 319
思考题 319
参考文献 320
第11章 光谱与频谱分析技术 323
11.1 光谱与频谱特性分析的意义 323
11.2 借助电域测量获得光电子器件的特性 324
11.2.1 光外差技术的发展历程 324
11.2.2 光外差技术的应用 325
11.2.3 可调谐激光器调谐特性测量 330
11.2.4 瞬态光谱测量 331
11.2.5 啁啾系数和光纤色散的测量 332
11.2.6 激光波长漂移测量 333
11.3 借助光域测量获得光电子器件的特性 337
11.3.1 宽带光调制器频率响应的测量 337
11.3.2 高速激光器频率响应和啁啾系数的测量 339
11.3.3 激光器结温的测量 346
11.4 光谱超精细结构与频率相干 352
11.4.1 半导体激光器光谱的超精细结构模型 352
11.4.2 光束的频率相干性 360
11.5 光谱与频谱分析技术的发展趋势 371
思考题 372
参考文献 373
第12章 光注入技术及其应用 378
12.1 光注入锁定技术 378
12.1.1 光注入锁定技术发展历程 378
12.1.2 光注入锁定下的光谱特性分析 380
12.2 光注入下的频率推移效应 384
12.2.1 单光束注入下的
