高带宽激光器芯片的多种测量方法

11/13/2023，光纤在线讯，数据通信的带宽现在变得越来越高，交换机从25.6T向51.2T发展，光模块从400G向800G过度，这些变化也会让相应的芯片器件带宽大幅度的提高，以光模块为例子如DSP、驱动、激光器、TIA及PD等等都发生了巨大的变化。



     MultiLane作为高速数据通信方案供应商，当然也有相应的一些测试应对方案供工程师们参考。在之前RF driver及TIA的测试方案已经有做相关测试方案介绍，这次主要针对激光器芯片EML、Vcsel等的测试来做一些简单的分享。

     EML及Vcsel激光器芯片本身内置了调制器，对于高速率信号传输对调制带宽的要求就很高同时涉及电光转换，所以测试的复杂程度比RF driver和TIA要大一些。我们可通过测量S21来看激光器芯片的带宽特性，如下图可使用MultiLane的ML4035-TDR或其他网分进行S21的测量，因为激光器芯片是做电光转换的，所以出来的光信号需要一个参考接收器转换成电信号回到ML4035 TDR端或VNA的端口。



     这个框图看似简单，其实重点在于链路的校准，一般在整个测试链路中会包括射频线缆、探针或EVB的连接器、PCB走线以及放大器、衰减器、Bias-Tee、参考接收器等等，这些部分都是有S21的，所以在整个链路中要得到真实激光器芯片必须要加入相关部件的去嵌参数，才能获得准确结果。

    当然激光器芯片的带宽性能也可以通过光眼图来做对比测量，这就是基于时域的测量方法，在这里我们需要一个的码型发生器或者是任意波形发生器，MultiLane的ML4079EN 800G压力眼误码仪和ML4001-AWG任意波形发生器都是可以发出1V以上的电信号。



     如果信号源幅度不够的情况下，就需要在信号源前端加入线性驱动等器件驱动激光器芯片，如果输入电信号太小，会影响最终光眼图的测试质量，所以一般需要进到EML或Vcsel等激光器芯片的电信号幅度大一些。从图中我们可以看出整个测试链路也有很多的相关器件和部件，与ML4035-TDR或VNA测量带宽一样，这些器件和部件都是需要在光采样示波器上面去做去嵌的，MultiLane的ML4015D和第三代ML4015E光采样示波器都具备去嵌功能，只要将相关S4P或S2P文件代入即可。



     当然在测试过程当中也会碰到相关的校准去嵌等等相关的问题，这其实都是可以用不同的方法一一解决。
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