同轴封装带制冷分布式反馈（DFB）激光发射器

发布时间：2017-09-02 05:34

  本文关键词：同轴封装带制冷分布式反馈（DFB）激光发射器

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【摘要】：当今社会科学技术迅猛发展,由于光纤通信具有很多传统的通信方式所无法比拟的优势,因此正在逐步取代传统的电通信,成为了现代主要的通信方式之一,广泛应用于军事、航空航天以及计算机网络等领域。本文首先对光纤通信技术做了简要的介绍,并对光纤通信系统的重要组成部分-光发射器进行了重点阐述,设计并优化出性能良好的光发射器,对实现高速率、长距离、低成本的传输具有重要的意义。半导体激光器作为光纤通信系统中最常见的光源,是光发射器的核心部件。本文对几种常用的半导体激光器进行了概述,相比之下,分布式反馈激光器(distributed feedback, DFB)具有动态单模、响应速度快、低成本等优势,但由于其对温度十分敏感,会引起波长的啁啾效应,在高速、长距离传输系统中的应用受到限制。本文的研究重点在于设计出低成本且具有温度控制系统的DFB激光发射器,为实现这一目的,我们采用成本较低的同轴封装形式,并在DFB激光发射器的内部设置热电制冷装置,然后利用氮化铝(AIN)热沉块作为导热过渡块,一方面实现了光路的传输,另一方面实现了激光发射器工作温度的精确控制,使得该DFB激光发射器具有体积小、成本低和输出波长稳定等优良特点。此外,利用热敏电阻测试仪、误码仪和示波器等设备,在热插拔小封装(SFP)模块上验证该器件的传输性能,对温控、眼图以及传输距离的测试表明,当环境温度为75℃时,65mA的激光器驱动电流下,管芯温度可以稳定的控制在40℃,且眼图清晰端正,张开度很好,此时信号的传输距离可以高达40kmm,因此,该设计对于实现长距离、高速率、低成本的光纤通信具有重要意义。
【关键词】：DFB激光器 同轴封装结构 热电制冷器
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.11
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 光纤通信技术的发展历程8-9
• 1.2 光纤通信技术简介9-14
• 1.2.1 光纤通信系统的基本结构9-12
• 1.2.2 光纤通信系统的特点12-13
• 1.2.3 光纤通信系统的应用及发展趋势13-14
• 1.3 研究的目的及意义14
• 1.4 本论文主要工作14-15
• 2 半导体激光器概述15-28
• 2.1 激光器的特性及基本结构15-17
• 2.1.1 激光的特性15-16
• 2.1.2 激光器的基本结构16-17
• 2.2 半导体激光器17-28
• 2.2.1 半导体激光器的工作原理17-20
• 2.2.2 半导体激光器的种类20-25
• 2.2.3 半导体激光器的特性及应用25-28
• 3 同轴封装带制冷DFB激光发射器的结构设计28-47
• 3.1 同轴封装带制冷DFB激光发射器的基本结构28-30
• 3.2 同轴封装带制冷DFB激光发射器中各组件介绍30-43
• 3.2.1 半导体热电制冷器(TEC)30-34
• 3.2.2 热敏电阻34-36
• 3.2.3 隔离器36-37
• 3.2.4 适配器37-38
• 3.2.5 背光监测器38-40
• 3.2.6 软带(挠性电路板)40-41
• 3.2.7 其他组件41-43
• 3.3 封装工艺43-47
• 3.3.1 蝶形封装43-45
• 3.3.2 同轴封装45-47
• 4 同轴封装带制冷DFB激光发射器的测试与分析47-52
• 4.1 温度控制情况测试47-49
• 4.2 眼图测试49-51
• 4.3 传输距离测试51-52
• 结论52-53
• 参考文献53-57
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况57-58
• 致谢58-59

【参考文献】

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本文编号：776710