APD接收组件的特性研究

论文摘要

雪崩光电二极管组件具有内部增益、宽带宽的优点,作为接收机中的核心器件常被用在高速光纤通信系统中。雪崩光电二极管组件的性能直接决定着接收机的性能,影响着通信距离、中继站的个数以及信号传输过程中的误码个数,因此有必要对其进行研究分析。文章首先介绍了雪崩光电二极管（APD）光接收组件的国内外发展现况以及论文的研究意义,阐述了APD的结构、工作原理及种类,并分析说明了组件中应用的放大器种类及其优缺点;然后详细讨论了APD接收组件特征参数及其影响因素,理论上分析了直流光、暗电流对组件的灵敏度的影响,并搭建了接收组件性能测试系统,以便对接收组件性能进行测试分析;最后运用搭建的测试系统设计并进行了温度实验,老化实验以及灵敏度实验。温度实验结果表明,温度对击穿电压的影响成线性变化,影响因子大约是0.054V/℃,对暗电流的影响成指数变化。老化实验结果表明,器件在老化前后的电参数和光参数没有明显变化,器件的可靠性高。通过灵敏度实验我们得出,暗电流越小,组件的灵敏度值越小。经实验测得当负载电阻在49.8?时实现了输出电阻和传输线的匹配,灵敏度值为-32.01dBm,组件能探测到的光功率值为0.63uw。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 光纤通信的发展
• §1-2 APD 接收组件的发展现状
• 1-2-1 国外发展现状
• 1-2-2 国内的发展现状
• §1-3 课题研究的目的和意义
• §1.4 本论文完成的工作
• 第二章 雪崩光电极管接收组件
• §2-1 雪崩光电二极管
• 2-1-1 雪崩光电二极管的种类
• 2-1-2 雪崩光电二极管的芯片外延结构
• 2-1-3 雪崩光电二极管的工作原理
• 2-1-4 雪崩光电二极管击穿发生的条件
• §2-2 前置放大器
• §2-3 光接收系统中的其他电路
• 2-3-1 主放大器
• 2-3-2 自动增益电路
• 2-3-3 均衡电路
• 2-3-4 再生电路
• 第三章 雪崩光电二极管光组件的特性分析
• §3-1 雪崩光电二极管的特性参数
• 3-1-1 量子效率
• 3-1-2 响应度
• 3-1-3 响应速度
• 3-1-4 暗电流
• 3-1-5 雪崩倍增因子
• 3-1-6 过剩噪声因子
• §3-2 APD 的噪声分析
• §3-3 APD 接收组件的灵敏度分析
• 3-3-1 灵敏度和误码率
• 3-3-2 噪声对灵敏度的影响
• 第四章 测试系统设计
• §4-1 交流测试系统的整体结构
• 4-1-1 测试系统中光源的选择
• 4-1-2 系统中灵敏度和误码率探测的思想
• 4-1-3 测试中用到的仪器及其功能介绍
• 4-1-4 测试系统的调试
• §4-2 直流测试系统
• 4-2-1 直流测试的原理
• 4-2-2 直流测试中用到的仪器及其介绍
• 第五章 实验及测试结果分析
• §5-1 温度特性实验
• 5-1-1 温度特性概述
• 5-1-2 实验的准备工作
• 5-1-3 实验中遇到的问题
• 5-1-4 温度实验结果及分析
• §5-2 老化实验
• 5-2-1 可靠性概述
• 5-2-2 实验的准备工作
• 5-2-3 实验中遇到的问题
• 5-2-4 老化实验的结果及分析
• §5-3 灵敏度特性实验
• 5-3-1 实验中灵敏度数值处理
• 5-3-2 组件的单端输出阻抗对灵敏度的影响
• 5-3-3 暗电流对灵敏度的影响
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果