在現(xiàn)有的微波光子系統(tǒng)中,低成本、高性能和陣列化的電/光轉(zhuǎn)換組件成為了限制微波光子應(yīng)用的技術(shù)瓶頸之一。設(shè)計(jì)了一種基于光電混合封裝技術(shù)的四通道直調(diào)電/光轉(zhuǎn)換組件,該組件集成了多種功能芯片,實(shí)現(xiàn)了將四通道2～18 GHz的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的功能。測(cè)試結(jié)果表明:該組件實(shí)現(xiàn)了18 GHz的電光調(diào)制帶寬、9 dB的插入損耗、小于30 dB的噪聲系數(shù)以及大于10 dBm的輸入三階截交點(diǎn)（IIP3）;在保證高性能電/光轉(zhuǎn)換的同時(shí),有效縮減封裝尺寸、降低系統(tǒng)重量和提高系統(tǒng)集成度,有利于微波光子技術(shù)的陣列化應(yīng)用。 

【文章來(lái)源】：光通信技術(shù). 2020,44(06)北大核心

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電/光轉(zhuǎn)換組件單通道電路原理框圖

3 電/光轉(zhuǎn)換組件測(cè)試結(jié)果根據(jù)上述設(shè)計(jì)原理與工藝流程，本文制備了四通道微波光子的電/光轉(zhuǎn)換組件，設(shè)計(jì)的實(shí)物樣件如圖2所示�？梢钥闯觯煌ǖ乐g是通過(guò)金屬隔腔來(lái)實(shí)現(xiàn)隔離，輸入微波端口為小尺寸P型連接器（SMP）處理，輸出為光學(xué)尾纖。電/光轉(zhuǎn)換組件尺寸為45 mm×55 mm×13 mm，重量小于150 g。相比原來(lái)采用分離元器件實(shí)現(xiàn)的電/光轉(zhuǎn)換功能，其尺寸和重量大大降低。

通道插損是電/光轉(zhuǎn)換的核心指標(biāo)，表征在整個(gè)光鏈路中對(duì)射頻信號(hào)的損耗程度是通道設(shè)計(jì)以及增益分配的重要依據(jù)。本文利用20 GHz矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，并采用標(biāo)準(zhǔn)20 GHz探測(cè)器來(lái)測(cè)量電/光轉(zhuǎn)換組件的幅頻特性，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀輸出功率為-10 dBm。測(cè)試結(jié)果如圖3所示，在整個(gè)頻段內(nèi)通道插換均值為-9 dB，波動(dòng)小于3 dB；對(duì)比電/光轉(zhuǎn)換組件4個(gè)通道同頻點(diǎn)的通道插損值，通道一致性較好，通道差異小于2 dB。通道插損曲線的波動(dòng)主要是由于測(cè)試電纜的駐波振蕩導(dǎo)致。噪聲系數(shù)是電/光轉(zhuǎn)換組件的另一個(gè)核心指標(biāo)，表征在電/光轉(zhuǎn)換時(shí)信噪比的惡化程度。本文利用噪聲分析儀以及標(biāo)準(zhǔn)20 GHz光電探測(cè)器來(lái)表征電/光轉(zhuǎn)換組件在2～18 GHz的噪聲系數(shù)指標(biāo)，測(cè)試結(jié)果圖4所示�？梢钥闯�，2 GHz處噪聲系數(shù)較低約為20 dB，自2～18 GHz噪聲系數(shù)逐漸增大，在18 GHz處噪聲系數(shù)達(dá)到最大值約為28 dB；而在16～18 GHz處，噪聲系數(shù)迅速增加，這主要是由于接近激光器芯片的張弛振蕩頻率，總噪聲功率中疊加了較大的激光器的相對(duì)強(qiáng)度噪聲（RIN）所導(dǎo)致。對(duì)比電/光轉(zhuǎn)換組件4個(gè)通道同頻點(diǎn)的噪聲系數(shù)，不同通道噪聲系數(shù)一致性較好，通道差異約為1 dB左右。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于多支路線性調(diào)頻脈沖信號(hào)的波束成形技術(shù)研究[J]. 王文博,陳大雷,戴憲策,董飛鴻.  光通信技術(shù). 2019(01)
[2]高集成硅基微波光子芯片的研究進(jìn)展及趨勢(shì)[J]. 李嘉恒,余建國(guó),李依桐,王任凡,羅飚.  光通信研究. 2017(03)
[3]基于光纖環(huán)級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的新型光電振蕩器[J]. 胡總?cè)A,聶奎營(yíng),王旭.  光通信技術(shù). 2017(03)
[4]低噪聲系數(shù)微波光子鏈路的設(shè)計(jì)[J]. 洪俊,姚勝興,王小虎,李祖林,劉華清,賀文華.  光通信技術(shù). 2016(12)
[5]基于RoF系統(tǒng)的微波光子倍頻傳輸特性研究[J]. 姚登文,楊春勇,李春芳.  光通信技術(shù). 2007(03)



本文編號(hào)：2969947