基于封装集成的四通道微波光子电/光转换组件

发布时间：2021-01-11 03:02

　　在现有的微波光子系统中,低成本、高性能和阵列化的电/光转换组件成为了限制微波光子应用的技术瓶颈之一。设计了一种基于光电混合封装技术的四通道直调电/光转换组件,该组件集成了多种功能芯片,实现了将四通道2～18 GHz的射频信号转换为光信号的功能。测试结果表明:该组件实现了18 GHz的电光调制带宽、9 dB的插入损耗、小于30 dB的噪声系数以及大于10 dBm的输入三阶截交点（IIP3）;在保证高性能电/光转换的同时,有效缩减封装尺寸、降低系统重量和提高系统集成度,有利于微波光子技术的阵列化应用。 

【文章来源】：光通信技术. 2020,44(06)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

电/光转换组件单通道电路原理框图

3 电/光转换组件测试结果根据上述设计原理与工艺流程，本文制备了四通道微波光子的电/光转换组件，设计的实物样件如图2所示。可以看出，不同通道之间是通过金属隔腔来实现隔离，输入微波端口为小尺寸P型连接器（SMP）处理，输出为光学尾纤。电/光转换组件尺寸为45 mm×55 mm×13 mm，重量小于150 g。相比原来采用分离元器件实现的电/光转换功能，其尺寸和重量大大降低。

通道插损是电/光转换的核心指标，表征在整个光链路中对射频信号的损耗程度是通道设计以及增益分配的重要依据。本文利用20 GHz矢量网络分析仪，并采用标准20 GHz探测器来测量电/光转换组件的幅频特性，矢量网络分析仪输出功率为-10 dBm。测试结果如图3所示，在整个频段内通道插换均值为-9 dB，波动小于3 dB；对比电/光转换组件4个通道同频点的通道插损值，通道一致性较好，通道差异小于2 dB。通道插损曲线的波动主要是由于测试电缆的驻波振荡导致。噪声系数是电/光转换组件的另一个核心指标，表征在电/光转换时信噪比的恶化程度。本文利用噪声分析仪以及标准20 GHz光电探测器来表征电/光转换组件在2～18 GHz的噪声系数指标，测试结果图4所示。可以看出，2 GHz处噪声系数较低约为20 dB，自2～18 GHz噪声系数逐渐增大，在18 GHz处噪声系数达到最大值约为28 dB；而在16～18 GHz处，噪声系数迅速增加，这主要是由于接近激光器芯片的张弛振荡频率，总噪声功率中叠加了较大的激光器的相对强度噪声（RIN）所导致。对比电/光转换组件4个通道同频点的噪声系数，不同通道噪声系数一致性较好，通道差异约为1 dB左右。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2969947