【摘要】：光電產(chǎn)品泛指具有光電和電光轉(zhuǎn)換功能的光電集成產(chǎn)品。與一般的電子產(chǎn)品不同,光電產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜,信號多樣,且具有高精度、高速率和高度敏感性。因此,光電產(chǎn)品的故障監(jiān)測和診斷技術(shù)研究比較滯后,這也造成了光電產(chǎn)品機內(nèi)測試技術(shù)發(fā)展緩慢。針對這一問題,本文以光收發(fā)一體模塊這一典型的光電集成產(chǎn)品為對象,深入分析了由于光電子器件和功能電路失效導致的光模塊故障模式,并基于光模塊原有的數(shù)字監(jiān)測功能提出了改進方案,為光電產(chǎn)品故障監(jiān)測和診斷技術(shù)奠定理論和技術(shù)基礎。論文的主要研究內(nèi)容包括:1.激光器和探測器的失效分析與特性仿真將光模塊的失效模式分為器件失效和電路失效兩類,首先探討半導體激光器和光電探測器的失效模式,建立它們的故障樹,并從物理層面定性地分析了其失效影響。然后利用激光器和探測器的等效電路模型,基于PSpice軟件工具對其進行特性仿真,獲得激光器和探測器在不同條件下的工作狀態(tài),歸納引起其失效的主要原因。2.光模塊電路故障及故障影響分析分別從發(fā)射部分和接收部分兩個方面探討光模塊的電路故障,著重對發(fā)射部分的自動功率控制和自動調(diào)制控制電路,以及接收部分的前置放大電路進行分析,確定引起光模塊失效的主要電路原因。然后分析光模塊主要性能參數(shù)之間的影響。最后利用Optisystem軟件工具,建立數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng),利用該系統(tǒng)仿真光模塊和光電子器件主要失效模式對光纖傳輸性能造成的影響。3.光模塊嵌入式監(jiān)測方法研究對SFF-8472協(xié)議規(guī)定的數(shù)字監(jiān)測與診斷功能展開分析,證明了現(xiàn)有光模塊監(jiān)測方法的不足,并提出在SFF-8472協(xié)議的基礎上,選擇激光器調(diào)制電流作為追加的監(jiān)測參數(shù)�；贏VR單片機,設計改進的嵌入式監(jiān)測方案,對參數(shù)的采集、轉(zhuǎn)換以及存儲方法做了詳細的說明。最后利用新方案的監(jiān)測參數(shù),達到間接監(jiān)測光模塊消光比的目的。
【圖文】：

1.3 論文研究思路與章節(jié)安排3.1 論文研究內(nèi)容及思路本文針對上述問題，首先對構(gòu)成小型封裝光收發(fā)一體模塊的主要光電子器物理特性和結(jié)構(gòu)原理進行深入分析，然后在此基礎上探討激光器和探測器的模式及機理，并利用其等效電路模型，進行信號和響應仿真。然后借鑒電子的故障分析方法，對光模塊的發(fā)射部分和接收部分的電路故障展開研究，并步推導電路故障對模塊性能和光通信質(zhì)量造成的影響�；诠饫w通信系統(tǒng)仿具 optisystem，建立點對點光纖通信系統(tǒng)，對光模塊的失效引起的系統(tǒng)誤碼率化進行模擬。在失效模式和影響分析的基礎上，選擇光模塊的監(jiān)測和診斷參結(jié)合 SFF-8472 協(xié)議的規(guī)定，，確定追加發(fā)射部分調(diào)制電流為監(jiān)測參數(shù)的改進方計了監(jiān)測電路，實現(xiàn)監(jiān)測方案的改進，最后利用新方案的監(jiān)測參數(shù)獲取消光實時值。論文總體研究思路如圖 1.1 所示。

它們的等效電路模型，進行信號和響應仿真，得到光電子器件的影響。2.1 光模塊原理簡介及失效類型模塊基本結(jié)構(gòu)和原理發(fā)一體模塊（optic transceiver）簡稱光模塊，是能夠?qū)崿F(xiàn)光信號轉(zhuǎn)換的微型光電子系統(tǒng)。光模塊來源于原本分立的光發(fā)射機和代微電子技術(shù)，將具有驅(qū)動和放大功能的電路制成芯片，并集積的模塊內(nèi)，也就形成了現(xiàn)在的光模塊[26]。光模塊的發(fā)射和接符合現(xiàn)代電信傳輸標準，被廣泛應用于光纖通信系統(tǒng)中。塊是一種典型的光電集成產(chǎn)品，從功能上可分為發(fā)射、接收和基本結(jié)構(gòu)如圖 2.1 所示。發(fā)送端把電信號轉(zhuǎn)換成光信號，通過光把由光纖接收的光信號，轉(zhuǎn)換成電信號，由電接口輸出，控制狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)測和診斷，以及對外主機的通信。
【學位授予單位】：國防科學技術(shù)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN07

【參考文獻】

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1 楊紅偉;彭海濤;;808nm大功率激光二極管隨機失效分析[J];微納電子技術(shù);2015年05期

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3 丁國慶;胡長飛;李晶林;劉江華;楊蘭蘭;;光模塊一般失效模式分類及兩種新的失效模式[J];電子世界;2012年12期

4 占建明;汶德勝;王宏;王良;楊文才;;基于光電二極管的前置放大電路噪聲分析[J];半導體技術(shù);2011年04期

5 肖勇;陳福深;;基于等效電路模型的半導體激光器直流偏置分析[J];半導體光電;2011年01期

6 葛建軍;胡毅;徐紅春;;高速SFP光模塊消光比的溫度補償研究[J];光通信研究;2010年05期

7 黃曉晴;繆永生;于盛林;;可測試性在光電雷達檢測設備中的應用[J];哈爾濱工業(yè)大學學報;2009年03期

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2 周金林;光收發(fā)模塊監(jiān)測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D];北京郵電大學;2010年

3 蘇友章;帶數(shù)字診斷監(jiān)控功能的SFP光收發(fā)模塊設計與實現(xiàn)研究[D];廈門大學;2009年

4 楊成禹;光電經(jīng)緯儀小系統(tǒng)測試性與故障檢測的研究[D];吉林大學;2004年

本文編號：2585955