當(dāng)將直接調(diào)制的
激光器用于高速傳輸
系統(tǒng)時(shí),調(diào)制頻率可以不大于弛豫振蕩的頻率。弛豫振蕩取決于載流子壽命和
光子壽命。這種依賴關(guān)系的近似表達(dá)式如下所示:
[7=?I.\Cr7 弛豫振蕩頻率隨激光偏置電流的增加而增加。
@DCw(.k* 在本次案例中,我們通過改變調(diào)制頻率和激光偏置電流來展示高速
半導(dǎo)體激光系統(tǒng)的特性。系統(tǒng)布局如圖1所示:
Gq;!g( |F52)<\ 圖1.系統(tǒng)布局
9{n?Jy 全局
參數(shù)設(shè)置如下:數(shù)值參數(shù)的討論:比特率為1.3 Gb/s,
序列長度為128位,因此,時(shí)間窗約為98.5 ns。每比特采樣數(shù)為512,因此采樣率為670GHz。如圖2:
;Qdw$NuW +dF/$+t 圖2.全局參數(shù)設(shè)置
pq<2:F:Kl 對(duì)于激光速率方程
模型的默認(rèn)參數(shù)Ith=33.45mA,τsp = 1ns, τph =3ps,假設(shè)調(diào)制峰值電流I=40mA, IB=40mA,則根據(jù)上述方程對(duì)應(yīng)的弛豫振蕩頻率約為1.3 GHz,參數(shù)設(shè)置如下圖所示:
5?C) v}w+ d<afO?" 圖3.半導(dǎo)體激光器設(shè)置
Mp`i@pm+ 在圖4和圖5中,將展示高于弛豫振蕩頻率的調(diào)制頻率增加對(duì)系統(tǒng)性能的影響。在圖4中,研究了比特率1.3 Gb/s和10Gb/s傳輸下系統(tǒng)的眼圖。激光速率方程的參數(shù)是如前所述的默認(rèn)參數(shù)(I=IB=40mA)。
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`g)| Nmu=p~f}3` a)比特率為1.3Gb/s
Xe:e./@ b)比特率為10Gb/s
圖4.增加系統(tǒng)調(diào)制頻率大于弛豫振蕩頻率
g7<u eF 顯然,頻率遠(yuǎn)高于弛豫振蕩頻率的調(diào)制會(huì)導(dǎo)致不可接受的系統(tǒng)性能。
u75(\<{ 在圖5中,將展示固定比特率下偏置電流對(duì)弛豫振蕩頻率的影響,以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)性能的影響。我們使用1.3 Gb/s傳輸,保持所有其他參數(shù)不變,并使用IB=20mA。
E|omC_h @N+6qO} 圖5.減少偏置電流
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如果將圖5與圖4(比特率為1.3 Gb/s,IB=40mA)進(jìn)行比較,可以清楚地表明,偏置電流降低到閾值以下會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降。
x_BnWFP 在本次案例中,我們展示了高速半導(dǎo)體激光器系統(tǒng)的性能與調(diào)制頻率和激光偏置電流的關(guān)系。