GB T 24365-2009 通信用光电探测器组件测试方法.pdf

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1、ICS 3318001M 33 a亘中华人民共和国国家标准GBT 24365-2009通信用光电探测器组件测试方法Testing methods of optoelectronic detector module for communication2009-09-30发布 2009-12-01实施宰瞀徽鬻瓣警矬瞥星发布中国国家标准化管理委员会促1”目 次目口言1 范围2规范性引用文件3术语和定义、缩略语4测试方法41测试环境要求42测试仪器设备要求43测试方法-附录A(资料性附录) 参考曲线图A1光谱响应范围曲线图A2光电倍增因子曲线图-GBT 24365-2009；1999刖 茜GBT 24

2、365-2009通信用光电探测器组件系列标准包括：通信用光电探测器组件测试方法；通信用光电探测器组件技术要求。本标准与GBT 24366通信用光电探测器组件技术要求配套使用。本标准在编制过程中，主要参照IEC 620072用于纤维光学系统的半导体光电子器件第2部分测试方法。本标准在起草过程中，注意到与下列标准的协调一致：GBT 15651-1995半导体分立器件和集成电路第5部分：光电子器件；GBT 1565132003半导体分立器件和集成电路第5-3部分：光电子器件测试方法。本标准的附录A为资料性附录。本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出。本标准由中国通信标准化协会归口。本标准起草单位：

3、深圳新飞通光电子技术有限公司、武汉邮电科学研究院。本标准主要起草人；李春芳、梁泽、钟迪新、镇磊、邓红兵、苗玉柱、杨现文。通信用光电探测器组件测试方法GBT 24365-20091范围本标准规定了通信用光电探测器组件相关参数的测试方法，包括光学参数、电参数。本标准适用于通信用光电探测器组件。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GBT 24366 2009通信用光电探

4、测器组件技术要求3术语和定义、缩略语GBT 24366 2009确立的术语和定义、缩略语适用于本标准。4测试方法41测试环境要求温度：1535相对湿度：4575大气压力：86 kPa106 kPa当不能在标准大气条件下进行测试时，应在测试报告上写明测试环境条件。42测试仪器设备要求各类测试仪器设备，应在规定的有效期范围内，测试精度应高于所测参数精度的一个数量级。43测试方法431光响应波长的测试4311测试框图测试框图见图1。 卧O叵亟咽透镜图1 光响应波长测试框图4312测试步骤a)被测探测器加上规定的工作电压；b)将不同波长、相同功率的单色光送入被测探测器，被测探测器输出信号送人扫描仪；c

5、)扫描仪记录下不同波长、相同功率的光谱响应曲线，从曲线上读出曲线下降至最大值50的范围，即为被测探测器的光谱响应范围(见附录A中图A1)。432灵敏度(最小可探测光功率)的测试4321 用于数字传输探测器组件灵敏度(最小可探测光功率)的测试a)测试框图1GBT 24365-2009测试框图见图2。接收端 亟三卜圈 误码仪发射端 E匕图2数字传输探测器组件灵敏度测试框图b)测试步骤1)被测探测器组件施加规定的工作电压；2) 调整误码仪的输出光口，使误码仪输出规定速率、码型、波长和消光比的光信号；3)通过调节光衰减器，使输入到被测探测器的光功率逐渐减小，直到误码仪显示的比特差错率小于等于规定值时，

6、用光功率计测出此时被测探测器组件的输入端光功率，即为探测器组件的灵敏度。4322用于模拟传输探测器组件灵敏度(最小可探测光功率)的测试a)测试框图测试框图见图3。Zi圆 囱 圆图3模拟传输探测器组件灵敏度测试框图b)测试步骤1)被测探测器组件加上规定的工作电压；2)在光源不加调制下，输入规定的光功率到被测探测器组件，用均方根电压表测出此时的信号U；3)用频率为，m。的正弦信号调制光源，使光源的调制度为规定值，在均方根电压表上得到相应的值v2；4)调节入射光功率，使y2满足公式(1)要求：V二一(1+CN) (1)5) 用光功率计测出此时的光功率P。即为探测器组件的最小可探测光功率(或灵敏度)。

7、式中：cN载噪比，单位为分贝(dB)；V。无调制时的信号输出，单位为毫伏(mV)；V：有调制时的信号输出，单位为毫伏(mV)。433过载光功率和动态范围的测试4331测试框图测试框图见图4。GBT 24365-2009接收端 亟圃误码仪 E发射端 匕图4过载光功率和动态范围测试框图4332测试步骤a) 被测探测器组件施加规定的工作电压；b)调整误码仪的输出光口，使误码仪输出规定速率、码型、波长和消光比的光信号；c)通过调节光衰减器，使输入到被测探测器的光功率逐渐增大，直到误码仪显示的比特差错率小于等于规定值时，用光功率计测出此时被测探测器组件的输入端光功率，即为探测器组件的过载光功率；d)过载

8、光功率与灵敏度的差值即为探测器组件的动态范围。434 OMA加压灵敏度4341测试框图测试框图见图5。图5 OMA加压灵敏度测试框图4342测试步骤a)校准测试系统；1) 误码仪的发射部分和接收部分的时钟频率设为规定标称值；2)调节误码仪输出的PRBS为规定值，帧码序列为NRZ码型；GBT 24365-20093) 误码仪抖动输出设定为规定条件下的抖动；4)输入输出阻抗均为50 n，然后使测试系统正常工作。b)被测探测器组件加上规定的电源电压；c) 缓慢增加光可变衰减器的衰减量(逐步减少被测探测器组件的输入光功率)，当误码率优于规定值而光功率不能再减小时，停止衰减；d)用高速示波器测得此时待测

9、探测器组件输入的OMA，即为待测探测器组件的OMA加压光接收灵敏度。435光回波损耗的测试4351测试框图测试框图见图6。图6光回波损耗测试框图4352测试步骤a)校准测试仪器；b) 被测探测器组件加上规定的电源电压，使其处于正常工作状态；c)按图6连接光路，从光回损仪上读出规定波长下的光回波损耗。4363 dB带宽的测试4361测试框图测试框图见图7。图73 dB带宽测试框图4362测试步骤a) 校准测试仪器；b) 被测探测器组件加上规定的工作电压和光功率；c) 从网络分析仪上显示的幅频特性曲线上读出一3 dB带宽。437 APD光电倍增因子测试方法4371测试框图测试框图见图8。4GBT

10、24365-2009图8光电倍增因子测试框图4372测试步骤a)被测APD施加规定的偏置电压vR，(无雪崩响应)，规定的光功率照射在被测APD的光敏面上；b) 在电流表上测出光电流Im；c)改变施加在被测APD的偏置电压到规定的Vm(VmVBR)，在电流表上测出光电流k(见附录A中图A2)；d) 用公式(2)计算出倍增因子M：M式中：I。，无倍增时的光电流，单位为安(A)；k倍增时的光电流，单位为安(A)。438 APD击穿电压的测试4381测试框图测试框图见图9。图9 APD击穿电压测试框图4382测试步骤a)校正仪表；b)如图10所示连接好测试系统；c)被测APD为反向连接；GBT 243

11、65-2009d)在无光照条件下，调节直流电源，使电流表上的读数为规定值时，在电压表上的读数即为击穿电压值。439 APD击穿电压温度系数测试4391测试框图测试框图见图10。图10击穿电压温度系数测试框图4392测试步骤a)被测APD组件放人恒温箱内，APD为反向连接；b) 调整恒温箱的温度为T。，调节直流电源，使电流表上的读数为规定值(如10 pA)，保持T，到规定时间，记下电压表读数V一；c)调整恒温箱的温度为T2，调节直流电源，使电流表上的读数为同一规定值(如10 pA)，保持T2到规定时间，记下电压表读数Rz；d)代入公式(3)，计算出击穿电压的温度系数。 VB一Vm (TzT，)4

12、310响应度的测试43101测试框图测试框图见图11。图11响应度测试框图43102测试步骤a)校正仪器；b)被测探测器加上规定的工作电压；c)规定波长的光源照射在被测探测器的光敏面上，在电流表上读出相应的值，代入公式(4)计算出响应度。6R。一p1Rm式中：I。输出光电流，单位为微安(pA)；P。输入光功率，单位为微瓦(pw)。4311暗电流的测试43111目的在规定条件下，测试探测器在无光照下的输出电流。43112测试框图测试框图见图12。GBT 24365-2009测器图12暗电流测试框图43113测试步骤被测探测器在无光照条件下加上规定的偏置电压，探测器为反向连接，流过电流表的读数即为

13、被测探测器的暗电流。4312频响平坦度(均匀性)的测试43121测试框图测试框图见图13。图13频晌平坦度测试框图43122测试步骤a)校准测试仪器；b)被测探测器组件加上规定的电源电压，使其处于正常工作状态；c)设定网络分析仪的扫频范围；d)从网络分析仪读出规定频率范围内各频率点的幅值；e)根据最小2乘法拟合出一条各频率点幅值的曲线，拟合曲线各频率点的幅值与拟合前各频率点的幅值相减即为频响平坦度。7GBT 24365-20094313二阶互调失真(双音法测试)43131测试框图测试框图见图14。图14二阶、三阶互调失真测试框图43132测试步骤a)校准测试系统；1)调节光源1和光源2，使两个

14、光源的输出功率相等；2) 调节可调光衰减器，以调整被测探测器组件的输入光功率为规定值。b)被测探测器组件加上规定的电源电压；c)调节信号源1，输出规定频率，1的信号来调制光源1，按规定调制度来确定信号源1的输出幅度；d)调节信号源2，输出规定频率，2的信号来调制光源2，按规定调制度来确定信号源2的输出幅度；e)调节多通道滤波器的中心频率为，z(在多通道滤波器的中心频率士6 MHz频率范围外，衰减要求大于50 dB，3 dB带宽至少达到25 MHz)；f)设置频谱仪的中心频率为，2，读出载波，2的幅值A(dB)；g)调节信号源2，输出规定频率，z的信号(要求，2 7+，1一，2或，2一一)调制光

15、源2，按规定调制度来确定信号源2的输出幅度；h)在频谱分析仪上读出幅值B(dB)；i)B-A即为互调失真值；j)改变，2，得到多个频点(至少4个频点以上)的失真值，取最大值即为被测探测器组件的二阶互调失真。4314三阶互调失真(双音法测试)43141测试框图测试框图同图14。43142测试步骤a)同43132步骤a)f)；b)调节信号源2，输出规定频率，2的信号(要求2，2+，1一，2或2，z一，。一，2或，2一2，1一，z或，2一2，1一，2)调制光源2，按规定调制度来确定信号源2的输出幅度；c)在频谱分析仪上读出幅值B(dB)；d)BA即为互调失真值；e)同43132步骤d)、e)、f)和本条的b)、c)、d)，得到多个频点(至少4个频点以上)的失真值，取最大值即为被测探测器组件的三阶互调失真。A1光谱响应范围曲线图光谱响应范围曲线图见图A1。附录A(资料性附录)参考曲线图GBT 24365-2009A2光电倍增因子曲线图倍增因子曲线图见图A2。