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Y11T218 直接调制DFB激光器的啁啾测试案例

更新时间:2025-08-06 08:08:26 阅读量:20

啁啾这个事情由来已久,在现如今的标准里对这个参数的测试表述,已经简单到用一句话“按公式拟合计算即可”。

今天写一个早期案例,2007年的,用高精度光谱仪测试DFB的啁啾。

激光器,受激辐射光放大器,增益物质辐射出光、谐振腔实现光的干涉放大。

DFB的光栅就是小型化的分布式的微型FP反射式谐振腔。

 


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啁啾,咱也就频率啁啾,就是激光器的波长随激光器的输出功率的变化而变化的现象。

f,是激光器的输出频率,频率与波长的关系是频率f与波长λ的乘积等于c光速。 光谱仪的坐标轴,可以用波长来表述,也可以用频率来表述。

光谱仪本质上也是频谱仪,但是呢,光谱仪的频率分辨率不是特别的高,如果需要测试线宽,一般需要经过移频的方式,将频率偏差移动到(高精度)的电频谱仪上去。

Δf,就是频率的偏移量,或者叫频率的变化量。用光谱仪也是可以测的。



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啁啾是输出功率的变化引起的输出波长(换算成光载波频率)的变化。光的输出功率是与输入电流相关的一个参数。

输入电流是电能,跑掉损耗,就是输出的光能量,用P来表述。



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直接调制激光器,输入不同的电流强度,实现输出功率的变化,而功率的变化又引起载波频率的变化。

这个啁啾细分为两类,一个是绝热啁啾,就是频率绝对值的变化,与功率成正比。

另一个是瞬态啁啾,与功率的导数成正比,也就是信号切换瞬间引起的频率的偏差变化。



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直接调制激光器,输入电流的变化,产生功率的变化,产生寄生频率啁啾,二者的关系如下所示。



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如何通过一个简单的光谱仪来求得啁啾。 对直调DFB输入不同的工作电流,设计合适的调制深度,可以测得激光器的中心波长,通过几组曲线,就可以解出啁啾因子α与绝热因子k,将其代入到最上面的公式,就知道了啁啾。



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西班牙萨戈大学的一组数据,对DFB调制1GHz的正弦波,调制深度4%,可以看到频谱特性。



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上图是模拟调制,咱常用的是数字调制的,萨戈大学用622Mbps的NRZ调制来看光谱,求得绝热啁啾。

~~,原因是速率很高的话,瞬态啁啾很明显,但看不出很明显的绝热频率,特意降低调制速率来分析绝热啁啾。

如果无调制,DFB的光谱如下。



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采用低速调制后,信号0与信号1叠加的光谱产生了明显的分叉劈裂现象,降低功率,频率红移,提高功率频率蓝移。



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我来解释一下这个图,既可以计算出功率的变化,也可以测试频率的变化,绝热啁啾这一项就能很清晰的测试出来。



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上边聊的一点啁啾的测试。



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